姜蕾 張麗媛 劉大寧★
2019 新型冠狀病毒(2019 novel coronavirus,2019-nCoV)是一種單鏈RNA 冠狀病毒,基因組序列由29 903 bp 構成,該基因組擁有10 個基因,可以有效地編碼10 個蛋白。2019-nCoV 可引起呼吸道感染,目前WHO 已確定其感染所致肺炎統(tǒng)一命名為“新型冠狀病毒肺炎(Novel coronavirus pneumonia,NCP)”。目前,新型冠狀病毒肺炎并沒有特定的治療方法,早期診斷與早期隔離是防止疫情擴散的關鍵,因此,及時篩查出確診病人是疫情控制的首要任務[1-2]。在最新版本(新型冠狀病毒感染的肺炎診療方案)的診療方案中,新型冠狀病毒核酸的檢出是確診依據,熒光定量PCR 技術為新型冠狀病毒核酸檢測的主要方法[3]。新型冠狀病毒具有較強的傳染性,在進行核酸檢測過程中,實驗室的檢測人員具有較大的感染風險。本研究比較兩種不同咽拭子標本滅活方法對熒光定量PCR 實驗結果的影響,為防止實驗室內感染和傳播,保護實驗室檢測人員的安全提供有效的安全方法。
選取2020年2月1日以來濮陽地區(qū)確診病例3例,依據《新型冠狀病毒感染的肺炎診療方案(試行第四版)》和《新型冠狀病毒感染的肺炎診療方案(試行第七版)》,符合相關流行病學、臨床表現,以及咽拭子檢測2019-nCoV 核酸陽性。
病毒RNA 提取試劑盒由中山大學達安基因股份有限公司提供、熒光定量RT-PCR 試劑由中山大學達安基因股份有限公司(試劑A)和上海之江生物科技股份有限公司提供(試劑B)。RNA 樣本保存液由廣州邦德盛生物科技有限公司提供。熒光定量PCR 儀為ABI7500(Life Technologies,NY,USA)。
被采集人員先用生理鹽水漱口,采樣人員將拭子放入無菌生理鹽水中濕潤,被采集人員頭部微仰,嘴張大,露出兩側咽扁桃體,將拭子越過舌根,在被采集者兩側咽扁桃體稍微用力來回擦拭至少3 次,然后再在咽后壁上下擦拭至少3 次,將拭子頭浸入含2~3 mL 病毒保存液的管中,尾部棄去,旋緊管蓋。
每份標本分為三組,每組提取140 μL,分別采用三種處理方法,未滅活加入280 μL 生理鹽水,56℃滅活30 min 后加入280 μL 生理鹽水和加入280 μL 胍鹽RNA 保存液滅活。
中山大學達安基因股份有限公司的核糖核酸(RNA)抽提試劑盒,在生物安全柜內對咽拭子樣本進行核酸提取,嚴格安裝說明書上的操作步驟提取病毒提取液。
使用兩種不同的核酸檢測試劑對樣本進行實時熒光定量PCR 檢測。
Graphpad Prism 8.0 軟件進行統(tǒng)計學分析。Spearman 相關系數對不同處理的標本CT 值進行相關性分析,采用Bland-Altman 圖對CT 值一致性進行分析。
用試劑A 檢測,未滅活組與56℃滅活30 min組CT 值相關性分析,Spearman 相關系數為r=0.9959(P<0.001);未滅活組與胍鹽RNA 保存液滅活組CT 值相關性分析,相關系數為r=0.9958(P<0.001);56℃滅活30 min 組與胍鹽RNA 保存液滅活組CT 值相關性分析,相關系數為r=0.9966(P<0.001),見圖1。用試劑B 檢測,未滅活組與56℃滅活30 min 組CT 值相關性分析,Spearman 相關系數為r=0.9886(P<0.001);未滅活組與胍鹽RNA保存液滅活組CT 值相關性分析,相關系數為r=0.9967(P<0.001);56℃滅活30 min 組與胍鹽RNA保存液滅活組CT 值相關性分析,相關系數為r=0.9915(P<0.001),見圖2。用試劑A 與試劑B 兩種不同的試劑同時檢測,未滅活組、56℃滅活30 min 組和加入胍鹽RNA 保存液滅活組qPCR 結果相關性明顯。
用試劑A 檢測,未滅活組與56℃滅活30 min組CT 值差異性分析,偏差=0.3055(圖3a);未滅活組與胍鹽RNA 保存液滅活組CT 值差異性分析,偏差=0.2335(圖3b);56℃滅活30 min 組與胍鹽保存液滅活組CT 組差異性分析,偏差=0.2640(圖3c)。用試劑B 檢測,未滅活組與56℃滅活30 min組CT 值差異性分析,偏差=0.1643(圖4a);未滅活組與胍鹽RNA 保存液滅活組CT 值差異性分析,偏差=0.06325(圖4b);56℃滅活30 min 組與胍鹽保存液滅活組CT 組差異性分析,偏差=0.1472(圖4c)。Bland-Altman 分析結果顯示,用試劑A 與試劑B 兩種不同的試劑盒同時檢測,未滅活組、56℃滅活30 min 組和加入胍鹽RNA 保存液滅活組qPCR 結果具有較好的一致性。
圖1 未滅活組,56℃30 min 加熱滅活組與胍鹽RNA 保存液滅活組qPCR 結果相關性分析(試劑A)Figure1 Correlation analysis of qPCR results among the un-inactivated group,the inactivated group heated at 56℃for 30 minutes and the guanidine inactivation group(detection kit A)
圖2 未滅活組,56℃30 min 加熱滅活組與胍鹽RNA 保存液滅活組qPCR 結果相關性分析(試劑B)Figure1 Correlation analysis of qPCR results among the un-inactivated group,the inactivated group heated at 56℃for 30 minutes and the guanidine inactivation group(detection kit B)
圖3 未滅活組,56℃30 min 加熱滅活組與胍鹽RNA 保存液滅活組qPCR 結果一致性分析(試劑A)Figure3 Consistency analysis of qPCR results among the un-inactivated group,the inactivated group heated at 56℃for 30 minutes and the guanidine inactivated group(detection kit A)
圖4 未滅活組,56℃30 min 加熱滅活組與胍鹽RNA 保存液滅活組qPCR 結果一致性分析(試劑B)Figure4 Consistency analysis of qPCR results among the un-inactivated group,the inactivated group heated at 56℃for 30 minutes and the guanidine inactivated group(detection kit B)
試劑A 與試劑B 檢測結果CT 值差異性分析,偏差=1.031(圖5)。Bland-Altman 分析結果顯示,兩種試劑盒檢測同一標本,qPCR 結果具有良好的一致性。
圖5 兩種檢測試劑對同一標本處理方法下檢測qPCR結果一致性分析Figure5 Consistency analysis of qPCR results between the two test reagents treated the same specimen
新型冠狀病毒屬于β 屬的冠狀病毒,有包膜,顆粒呈圓形或者橢圓形,常為多形性,直徑60~140 nm。其基因特征與SARA-CoV 和MERS-CoV有明顯區(qū)別。目前研究顯示與蝙蝠SARS 樣冠狀病毒(bat-SL-CoVZC45)同源性達85%以上。對冠狀病毒理化特征的認識多來自對SARA-CoV 和MERS-CoV 的研究。病毒對紫外線和熱敏感,56℃30 min、乙醚、75%乙醇、含氯消毒劑、過氧乙酸和氯仿等脂溶劑均可有效滅活病毒,氯已定不能有效滅活病毒。經呼吸道飛沫和密切接觸傳播是主要的傳播途徑[4]。在相對封閉的環(huán)境中長時間暴露于高濃度氣溶膠情況下存在經氣溶膠傳播的可能。檢驗人員在做好生物安全防護外,在不影響結果的前提下,若能在檢測前將標本進行滅活處理,將大大降低感染的幾率[5]。本研究通過2019新型冠狀病毒樣本核酸提取前,用兩種不同滅活方法分別處理咽拭子標本,對熒光定量PCR 檢測結果進行統(tǒng)計學分析。
本研究選用兩種滅活方法處理咽拭子標本,56℃30 min 加熱滅活和胍鹽病毒保存液滅活。胍鹽可使蛋白質變性,溶解蛋白質并使蛋白質二級結構消失,導致細胞結構降解,核蛋白迅速與核酸分離。胍鹽可對新型冠狀病毒2019-nCoV 臨床樣本進行蛋白質變性而起到滅活作用,大大降低了檢驗過程中的生物傳染風險。胍鹽不僅具有沉淀蛋白質的作用,還具有抑制核酸酶的作用,從而保證釋放出來的核酸不被降解。
本研究用兩種新型冠狀病毒核酸檢測試劑同時檢測,Spearman 相關系數對不同處理的標本CT值進行相關性分析后得出,未滅活組、56℃滅活30 min 組和加入胍鹽RNA 保存液滅活組qPCR 結果相關性明顯。Bland-Altman 分析結果顯示,未滅活組、56℃滅活30 min 組和加入胍鹽RNA 保存液滅活組qPCR 結果具有良好的一致性。
綜上所述,56℃滅活30 min 組和加入胍鹽RNA 保存液滅活對于檢測2019-nCoV 核酸結果無影響,可在檢測前滅活以降低檢驗人員感染風險。在后續(xù)的研究中,需加大標本量,將有助于進一步明確不同滅活處理對于檢測結果的影響。