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          武漢大學:納米孔靶向測序檢測法最快10分鐘欲望校園“捕獲”新冠病毒

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            自新型冠狀病毒性肺炎COVID-19疫情爆發以來,截至3月1日,全球累計確診超8萬人,死亡近三千例,但仍存在許多臨床疑似病例無法確診。武漢大學聯合團隊創新性開發瞭納米孔靶向測序檢測方法,能大幅提升病毒陽性檢出率,並能實現當天同時檢測新冠和其他10大類、40種常見呼吸道病毒並監測病毒突變。

            既往新冠病毒診斷依賴於qPCR核酸檢測,但是該方法顯示出較高的假陰性率和低敏感性,陽性檢出率僅為30%至50%,從而導致臨床高度疑似新冠感染患者或低病毒潛伏的“假痊愈患者”檢測“假陰性”現象頻發。此外,qPCR核酸檢測無法同時檢測其他秋冬季高發、癥狀window與新冠相似的其他呼吸道病毒,給疫情防控和患者分流管理帶來極大挑戰。

            身處疫區一線的專傢學者看在眼裡,急在心裡。武漢大學藥學院劉天罡教授,武漢大學人民醫院李艷教授、餘鋰鐳教授,武漢臻熙醫學檢驗實驗室有限公司總負責人付愛思博士等迅速97在線也免費視頻組建聯合團隊,創新性開發瞭納米孔靶向測序(Nanopore Targeted Sequencing, NTS)檢測方法。NTS結合瞭病毒靶向擴增和納米孔測序長讀長、實時數據輸出的優勢,首次實現測序後4小時內高敏感性、高準確性同時檢測SARS-CoV-2和其他10大類、40種呼吸道病毒,其最低檢測限高於目前廣泛使用的qPCR的100倍。同時,該方法還可實現對外星來客新型冠狀病毒基因組變異情況進行檢測,監控病毒變異引起的毒性與傳播能力改中國大媽變的情況。

            3月3日,團隊將在預印版平臺medRxiv發表題為Nanopore target sequencing for accurate and comprehensive detection of SARS-CoV-2 and other respiratory viruses(《納米孔靶向測序精準全面檢測新冠病毒以及其他呼吸道病毒》)的研究論文。

          團隊在武漢新冠病毒定點醫院利用NTS進行檢測

            團隊研發的NTS技術的特點在於:它不局限於中國或美國疾病控制中心(CDC)目前在qPCR方法中推薦的位點,而是將檢測范圍擴大到9個基因、12個位點起亞k,近10 kb區域,全面覆蓋病毒基因組上主要基因區域,100%覆蓋病毒基因組上毒力相關的重要基因,檢測病毒基因組范圍提升100倍,從而顯著提高檢測敏感性和土航停飛所有航班準確性。而qPCR方法僅針對病毒基因組上2-3個位點進行檢測分析,覆蓋<0.5%病毒基因組,樣本在采樣、存儲、檢測過程發生中稍有偏差,會導致僅針對少數基因位點的PCR檢測手段的效率降低,甚至漏檢,造成“假陰性”,且檢測區域一旦發生變異,會造成檢測結果失效。

          NTS與qPCR方帝國反擊戰法對比

            劉天罡介紹,qPCR方法好比是用一把狙擊槍去擊打樣本中的病毒核酸,有一定概率擊不中,而NTS技術不是用狙擊槍,而是撒網,同時撒十幾張網,這樣能捕獲病毒核酸的概率大大增加,不僅如此,還能在捕獲的同時讀出序列。這樣,一次檢測不僅可以確診是否新冠,而且其他常見的呼吸道病毒,包括博卡病毒、鼻病毒、人間質肺病毒、呼吸道合胞病毒、冠狀病毒、腺病毒、副流感病毒、甲型流感病毒、乙型流感病毒和丙型流感病毒等,也能同時檢測出來,能為醫生分診提供確切依據。更重要的是,還能檢測在病毒傳播期間與毒力相關的基因是否發生瞭突變,從而迅速為後續的流行病學分析提供信息。

            在研究中,團隊平行測試瞭NTS和qPCR兩種方法。結果表明:45個臨床高度疑似新冠感染患者的樣品,NTS共鑒定出34個陽性樣品,比qPCR多出15個;16個臨床已確診新冠感染患者中,NTS全部檢測陽性,qPCR僅9個陽性。臨床確診樣本顯示,NTS比qPCR的陽性檢出率提升43.8%。 此外,對於高濃度病毒樣本,NTS僅需測序10分鐘即可檢測陽性,即使極低濃度病毒樣本,也僅需測序4小時完成檢測,從收到樣本到出具結果,全程控制在6-10小時而且該技術所需的納米孔測序平臺對實驗室要求不高,其中最小波音自願離職計劃測序儀MinION是便攜式的,因此NTS也適合不同級別的醫院使用。

          16個確診新冠病毒感染樣本的平行測試

            目前,NTS的高敏感性、高準確性、高速度性和操作便捷性,對盡快確診疑似病例、助力疫情防控具有重大意義。