新型冠状病毒(SARS-CoV-2)目前已在全球范围内被认定为大流行。为了更快控制病毒传播,美国食品和药物管理局(FDA)对赛默飞世尔科技的一项检测方案(TaqPath™ COVID-19 Combo Kit)发布了紧急使用授权(EUA,Emergency Use Authorization),该检测可被美国的CLIA实验室立即用于检测SARS-CoV-2病毒核酸,该病毒可导致新型冠状病毒肺炎(COVID-19),该方案不用于任何其他病毒或病原体检测。

这再次彰显赛默飞强大的研发实力、规模化的生产体系以及高效的供应链储备。针对这次疫情防控,赛默飞推出了全方位的检测技术和解决方案。

以TaqMan QSY 探针技术为基础的多重扩增方案

在新型冠状病毒疫情出现之初,赛默飞世尔科技第一时间推出了基于单重扩增的TaqMan 新型冠状病毒检测试剂盒v1,该方案采用独特的探针设计,针对ORF1ab基因、N蛋白基因、S蛋白基因这三个特异性靶标区域进行检测,并配备阳性内对照,监控反应状态,确保体系正常。

赛默飞多重检测方案针对新型冠状病毒三个基因的靶标区域,设计了不同荧光基团标记的TaqMan Assay,可以在一个反应体系中进行多重荧光定量PCR反应,以最大程度的节省样品通量;相关的探针都引入了专利的不发荧光的3' QSY淬灭基团,以便在多重检测应用中充分提高PCR性能。TaqMan QSY探针配套FAM、VIC以及专利ABY和JUN荧光基团,可以实现单次反应扩增4个靶标。


优化的靶标探针设计

靶标探针的设计一直是病毒检测的关键,好的探针设计既要保证靶标对目的病毒基因组有最大的覆盖度,同时又不能检出高同源性的其他病毒基因组以确保特异性。

由于ORF1ab 和 N蛋白基因区域与新近提交的穿山甲冠状病毒和现存的蝙蝠SARS冠状病毒有一定的相似性,这也使得S 蛋白基因成为筛选和确认的理想区域,因为它与其他类似的冠状病毒株同源性较低。而E蛋白是一种包膜蛋白,也是一种毒力因子,它的突变率是针对新型冠状病毒研究的热点。澳大利亚和韩国最近提交的基因组分别显示了4 个和9 个突变,这些突变位于ORF1ab/3 和 E 蛋白基因中。这些突变发现显示与SARS-CoV 同源性增加,这使得E蛋白不能成为探针设计的理想区域。

赛默飞提供的新型冠状病毒Taqman定量PCR检测方案, 其Assay设计极大的覆盖了GISAID收录的多个SARS-CoV-2 完整基因组,同时与当前NCBI收录的其他冠状病毒完整基因组(大于两千个)中的任意一个没有任何匹配。该组Assay以SARS-CoV-2的Orf1ab、S蛋白基因和N蛋白基因的特殊区域为靶标进行检测。

除了出色的靶标探针设计之外,还同时提供了包含靶标区域的对照作为阳性质控,用于确认工作流程和反应体系性能,确保了整个体系的性能。


微流体芯片(TAC)方案用于病原鉴别检测

除了对新型冠状病毒进行快速检测之外,对于其他类型的肺炎(包括流感和非流感病毒引起)及呼吸道感染,其病原类型多,症状表现相似,给防控和临床诊疗带来很多困难。对于这些病原的快速准确检测,也为快速确定疫情、及时为患者对症治疗提供了有力的保障。

《新型冠状病毒肺炎诊疗方案》中特别指出:
“新型冠状病毒感染轻型表现需与其它病毒引起的上呼吸道感染相鉴别……
新型冠状病毒肺炎主要与流感病毒、腺病毒、呼吸道合胞病毒等其他已知病毒性肺炎及肺炎支原体感染鉴别,尤其是对疑似病例要尽可能釆取包括快速抗原检测和多重PCR核酸检测等方法,对常见呼吸道病原体进行检测。当前阶段,尽早识别、鉴别新冠肺炎患者显得尤为关键……”

Applied Biosystems TaqMan 微流体芯片(TAC)技术,提供综合、多重和灵活的呼吸道病原体检测Panel。和普通实时荧光定量PCR相比较,TaqMan 微流体芯片灵敏度高,特异性强,可快速检测、鉴别多种病毒、细菌等病原类型。

TaqMan Array Respiratory Tract Microbiota Card

  • 全新升级:包含针对新型冠状病毒(SARS-CoV2)的三个靶标的探针:orf1ab基因 / N基因 / S基因
  • 覆盖范围广:包含 42 种呼吸道病原靶标,适合鉴别检测及症候群监测
  • 并行处理:实现 8个样本同时检测
  • 技术领先:微流体反应,每个样本48个反应微孔(体积1ul)
  • 操作简便:检测试剂预包埋,只需加入样品和预混液
  • 适配多款Applied Biosystems qPCR平台:包括QuantStudio 7 Flex, QuantStudio Dx, QuantStudio 12K Flex等机型


基于Ion Torrent 的NGS方案用于新冠病毒研究

针对新型冠状病毒,除鉴定病原以做确诊外,还需对病毒溯源,监控病毒突变、变异演化,进行功能研究等。基于半导体高通量测序技术的AmpliSeq超高重靶向扩增技术,可以有针对性地从背景信息扩增出新型冠状病毒的片段,之后进行对比、拼接成全长,解析其基因图谱,推动新型冠状病毒的变异分析和溯源,后续也可做更多的数据分析。

新冠病毒的基因组长度接近30kb,利用AmpliSeq技术,可设计约250个扩增子的引物池,快速地靶向扩增病毒的整个基因组,ORF1ab和N蛋白等基因的特异扩增,可确定病毒的存在。全长拼接后,可进行同源性分析,构建进化树,根据翻译的蛋白序列,可预测其二级、三级结构,开展功能性研究。

Ion Torren高通量测序(NGS)平台提供多系列、通量灵活的多种NGS解决方案,以其灵活快速的测序流程,帮助疾病预防控制中心、科研院所等机构快速解析新发病原的基因图谱,推动新型冠状病毒的变异分析和溯源,助力疫情一线的防控工作。

  • 平台多:Ion GeneStudio S5, Ion GeneStudio S5 Plus, Ion GeneStudio S5 Prime,PGM Dx等多测序平台选择
  • 通量灵活:支持2-130M 不同大小的Reads数
  • 速度快:从样本到分析结果,最快仅需24小时
  • 方案全:支持病原靶向测序、病毒从头测序和重测序、宏基因组测序、16S测序等多种应用
  • 高效性:搭配Ion Total RNA-Seq试剂盒可保持病毒RNA链特异性,回溯RNA原始链信息


毛细管电泳(CE)平台助力疫情防控

Applied Biosystems基因分析仪是多功能、开放性的毛细管电泳基因分析系统,基于此平台,用户可以开展Sanger测序、多重荧光片段分析、SNP研究及相对定量等研究。3500及3500 Dx (医疗器械注册)系列,作为经典的标准测序平台,为业界广泛使用;而SeqStudio 系列基因分析仪更以小型、简单快捷、方便的一体化卡夹操作,将毛细管电泳这一经典技术发挥到极致。这两款平台均可方便快速的进行新型病毒位点检测序列确认以及多重病原体筛查的工作。

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