快速有效的病毒檢測在限制群體病毒傳播上是非常關(guān)鍵的，COVID-19 疫情期間對病毒檢測的突發(fā)需求，突顯出現(xiàn)代醫(yī)學(xué)一個巨大的挑戰(zhàn)。根特大學(xué)（Ghent University）的研究人員正在開始開發(fā)一種基于團(tuán)體努力為COVID-19 檢測建立的基于質(zhì)譜的分析方法，為監(jiān)控通過人群的傳播的新型冠狀病毒SARS-CoV-2 病原體提供了一個可供選擇的方案。

高效的人群檢測，對主動監(jiān)控諸如SARS-CoV-2 這樣的病原體的傳播是非常重要的，在降低傳播方面提供了定量數(shù)據(jù)來支持決策者。根據(jù)全國新冠病毒核酸檢測信息平臺數(shù)據(jù)，截至2022年5月11日，全國新冠病毒核酸檢測總檢測能力每日近5700萬管。在疫情開始的時候，COVID-19 幾乎毫無例外地使用逆轉(zhuǎn)錄聚合酶鏈?zhǔn)綌U(kuò)增反應(yīng)（RT-PCR）方法來檢測，但是單純依賴一種技術(shù)是有明顯劣勢的。這種在世界范圍對RT-PCR 方法前所未有的需求，導(dǎo)致檢測和其他必要試劑的長期短缺，限制了檢測容量。為了緩解實驗室的壓力，我們意識到對于像RT-PCR 這樣有效且通用的一個全新方法的需求。因使用不同的試劑和工作流程，質(zhì)譜方法完全垂直于其他核酸檢測方法，具有快速有效的病毒檢測，在限制群體病毒傳播上是非常關(guān)鍵的， 可以在非常短的時間框內(nèi)將檢測容量提升一倍的潛力。
 

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盡管RT-PCR這樣的技術(shù)檢測效率高、相對簡單、價格低廉，單純依賴一種技術(shù)的檢測結(jié)果，在靈敏度、假陽性和假陰性診斷方面難以互相驗證。此外，對病毒核酸本身檢測，不能用來直接定義病毒脫落或感染潛力，這突顯出檢測病毒其他生物分子的重要性。與許多其他病毒一樣，SARS-CoV-2可以產(chǎn)生含有高濃度的病毒樣顆粒(VLPs)，這使得VLPs成為基于液相色譜質(zhì)譜(LC-MS)的檢測和表征的非常有吸引力的研究目標(biāo)。實際上，基于質(zhì)譜的蛋白質(zhì)檢測與傳統(tǒng)的臨床小分子檢測可兼容，并可在幾個小時內(nèi)適應(yīng)新的病毒突變。此外，由于質(zhì)譜檢測沒有擴(kuò)增步驟，比基于RT-PCR的方法更不易受到污染。
根特大學(xué)（Ghent University）研究人員建立了一個可供選擇的質(zhì)譜檢測方法，它能識別COVID-19 感染來源的結(jié)構(gòu)蛋白酶解物，并且由其他實驗室的人員評估了該方法應(yīng)用的有效性和可靠性。

研究人員基于SWATH^® 采集(DIA, 一種SCIEX 的非數(shù)據(jù)依賴型采集方法)策略，使用靶向in sillico 預(yù)測譜庫的在非模式生物中尋找新的生物標(biāo)志物肽段方法，該方法可以提供寬的分析范圍、特異性和重復(fù)性。在SCIEX TripleTOF™ 6600+ 系統(tǒng)上采用SWATH^® 采集方法，利用重組核衣殼蛋白（Nucleocapsid，N蛋白）和刺突蛋白（Spike protein，S蛋白）(中國生物科技有限公司，北京，中國)，結(jié)合20例患者的鼻咽棉簽樣本，應(yīng)用最近發(fā)布的數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)分析工作流程機器學(xué)習(xí)（Machine Learning）訓(xùn)練預(yù)測譜庫，以這種方式發(fā)現(xiàn)識別17 個肽段生物標(biāo)志物。
這個最初的MRM檢測方案迅速開發(fā)出來，并且可以正確地對所有20個盲樣患者樣本進(jìn)行分類。獲得的質(zhì)譜數(shù)據(jù)強度和PCR 方法中獲得的Ct 值具有很強的線性相關(guān)性，這初步結(jié)果鼓勵研究人員將研究進(jìn)入下一階段，驗證這個檢測是否可以轉(zhuǎn)移到其他儀器。 圖2. 發(fā)現(xiàn)階段(藍(lán)色，圖片引用自pubs.acs.org/jacsau.)  (C)三種不同樣品保存液背景的強度/載樣量相關(guān)性。重組蛋白用于在無基質(zhì)(in-solution，n = 1)或eSwab(生理鹽水基質(zhì)，n = 1)或UTM(蛋白基質(zhì)，n = 3)( 相當(dāng)于5 μL培養(yǎng)基的柱上量)中評估載樣量。左側(cè)嵌入圖說明了保存樣本溶液背景對低強度信號的影響。右側(cè)嵌入圖強調(diào)了儀器檢測限(LOD)和潛在定量限(LOQ)，和這些病毒蛋白在溶液中的所有MRM離子對兒強度的總和。 圖2. 發(fā)現(xiàn)階段(藍(lán)色，圖片引用自pubs.acs.org/jacsau.)  (D) 質(zhì)譜蛋白信號與RT-PCR RNA檢測的相關(guān)性。從Skyline文件開始，通過MRM離子對選擇，開發(fā)了UTM樣品的MRM分析方法。最終的方法由總共包含30個MRM離子對的10個肽段組成。我們對從魯汶大學(xué)(Leuven)醫(yī)院獲得的20個患者UTM樣本進(jìn)行了MRM分析。相當(dāng)于5 μL的培養(yǎng)基樣本的柱上量 (每份樣品3 mL)。利用Skyline軟件進(jìn)行檢測結(jié)果報告，對所有肽段的總AUC (LogSumAUC值)進(jìn)行對數(shù)變換。當(dāng)與RT-PCR測量的Ct值作圖時，發(fā)現(xiàn)有強相關(guān)性（可以通過公式將Ct值轉(zhuǎn)換為預(yù)期的質(zhì)譜信號強度），這表明該質(zhì)譜檢測方法在臨床上有很大的應(yīng)用潛力。陰性患者(紅色)的LogSumAUC值都超過X軸上垂直雙線(Ct >40)。

下一期，COVID-19 檢測2」，我們將介紹基于Cov-MS聯(lián)盟協(xié)作驗證COVID-19 質(zhì)譜檢測方法的可靠性和有效性。

如果，希望了解更多關(guān)于COVID-19質(zhì)譜檢測方法，SCIEX SWATH® 采集策略，可以掃碼留下您的問題，我們的產(chǎn)品專家會與您溝通。 參考文獻(xiàn)與信息

1. 全國核酸檢測能力每天近5700萬管，國務(wù)院聯(lián)防聯(lián)控機制回應(yīng)當(dāng)前疫情熱點問題, 新華社. http://www.gov.cn/xinwen/2022-05/13/content_5690369.htm

2.Cov-MS: A Community-Based Template Assay for Mass-Spectrometry-Based Protein Detection in SARS-CoV-2 Patients, JACS Au Article ASAP (2021); DOI: 10.1021/jacsau.1c00048 ；

3. 獲取有關(guān)比利時根特大學(xué)的藥物生物技術(shù)實驗室的更多信息，請訪問https://www.ugent.be/fw/pharmaceutics/pharmbiotech/en

4. 您可以在MedRXiv 上了解更多關(guān)于這個檢測的更多信息，希望獲得 Cov-MS 數(shù)據(jù)孵化器，請發(fā)送申請郵件至 covms@ugent.be

5. 獲取有關(guān)SCIEX TripleTOF™ 系統(tǒng)基于SWATH^® 采集策略的更多信息， 請訪問https://sciex.com/technology/swath-acquisition