Декодирование геномов SARS-CoV-2: ДНК и антителовые тесты для COVID-19

«Тестирование, тестирование, тестирование!» стало боевым кличем для сдерживания COVID-19. Глобальные органы здравоохранения — включая Всемирную организацию здравоохранения и национальные агентства — продолжают подчеркивать, что быстрое, широкое тестирование является ключевым элементом любой эффективной пандемической реакции.

Обширная диагностическая покрытие информирует целевые меры общественного здоровья — такие как социальное дистанцирование, приказы оставаться дома и, когда необходимо, комендантские часы — раскрывая, кто заражен и где распространяется вирус. Эти инсайты снимают давление с систем здравоохранения и, в конечном счете, спасают жизни.

Геномно-базированный анализ является краеугольным камнем любого SARS-CoV-2 теста, будь то ДНК-базированный анализ (RT-PCR, изотермическое амплифицирование или CRISPR) или серологический тест, использующий вирусные антигены. Глобальный некоммерческий консорциум каталогизировал каждый коммерчески доступный тест; здесь мы фокусируемся на двух основных модальностях в использовании сегодня: нуклеиновой кислоты детекции и антителовым скрининге.

ДНК-базированное тестирование

Текущие клинические протоколы полагаются на извлечение вирусной РНК из назофарингеальных или орофарингеальных мазков и амплификацию уникального сегмента генома SARS-CoV-2. Золотой стандарт метода — Обратная Транскрипция-Полимеразная Цепная Реакция (RT-PCR), в то время как изотермическая платформа Abbott Laboratories предлагает быструю альтернативу.

RT-PCR происходит в трех стадиях: (1) извлечение РНК; (2) обратная транскрипция в цДНК; и (3) температурно-циклический PCR, который денатурирует, аннеалит праймеры и экстендует продукт, давая экспоненциальное амплифицирование. Результаты обычно доступны в течение нескольких часов. Всемирная организация здравоохранения и Центры по контролю и предотвращению заболеваний предоставляют детальные протоколы.

В отличие, изотермический анализ Abbott устраняет необходимость в термическом циклировании. Он доставляет положительный результат за 5 минут и отрицательный за 13 минут¹.

Выбор мишени опирается на геномно-широкие сравнения, выявляющие регионы, уникальные для SARS-CoV-2. Вирусный ~30 000-базовый односторонний РНК кодирует четыре структурных белка — оболочку (E), мембранный (M), нуклеокапсидный (N) и шиповидный (S). Компаративные анализы идентифицируют уникальные последовательности в ORF1ab, N, RdRp и S, служащие шаблонами для праймеров и проб. Текущие RT-PCR наборы целят эти регионы², и Abbott's ID NOW™ COVID-19 анализ фокусируется на RdRp.

Возникающие технологии

CRISPR-базированная диагностика — использующая ферментативную последовательно-специфическую кливировку — предлагает масштабируемую альтернативу тестирования. Платформа SHERLOCK (Specific High-Sensitivity Enzymatic Reporter UnLOCKing) комбинирует CRISPR-Cas13 с латерально-поточным ридаутом, производя результаты за ~1 час. DETECTR, CRISPR-Cas12 анализ, доставляет результаты за 30 минут³⁴.

Последовательно-директированное тестирование обеспечивает дефиницивное доказательство вирусного присутствия, предпосылку для информированных решений общественного здоровья. В США тестирование традиционно фокусировалось на симптоматических лицах, но бессимптомная передача остается значительным риском, подчеркивая необходимость широкой диагностической покрытия.

Антителовое тестирование

Серологические анализы детектируют антитела, сгенерированные в ответ на SARS-CoV-2, позволяя идентифицировать лиц, ранее зараженных и, возможно, обладающих защитным иммунитетом. Эти тесты также облегчают отбор доноров конвалесцентной плазмы для терапевтического использования — стратегию, в настоящее время исследуемую в США.

Успешная антителовая диагностика опирается на отбор вирусных антигенов, вызывающих надежный иммунный ответ. Шиповидный (S) белок, особенно его рецептор-связывающий домен (RBD), является первичной мишенью, потому что он высоко иммуногенен. Другие кандидаты включают нуклеокапсидный (N) белок и полноразмерные шиповидные конструкции. Антигены производятся в рекомбинантных системах, затем включаются в фермент-связанные иммуносорбентные анализы (ELISA) или быстрые латерально-поточные форматы.

Разработка надежных домашних тест-наборов остается вызовом, в значительной степени из-за необходимости правильного белкового фолдинга и пост-трансляционных модификаций. U.S. Food & Drug Administration недавно одобрил первый антителовый тест, предоставляя фреймворк для оценки популяционного иммунитета⁵.

В текущем пандемическом ландшафте, ДНК-базированная и антителовая диагностика являются ключевыми для формирования общественно-здравоохранительных интервенций, направленных на сдерживание передачи SARS-CoV-2. Быстрое, точное тестирование остается существенным, пока мы продолжаем «выпрямлять кривую».

Для дополнительной информации, пожалуйста, свяжитесь с нами: https://www.3dsbiovia.com/about/contact/.