耀杰不凡丨第一刊:ddPCR比拼RT-PCR,探最精準(zhǔn)新冠載量變化
疫情之下,逆行者最美,守護(hù)人民健康,貢獻(xiàn)智慧與光芒,國內(nèi)首批獲證新型冠狀病毒核酸檢測試劑盒知名生產(chǎn)廠家伯杰醫(yī)療特發(fā)起《“耀杰不凡”——致敬幕后抗疫英雄系列》學(xué)術(shù)專題活動。
“耀杰不凡”致敬幕后抗疫英雄推文解讀活動
第一刊:ddPCR比拼RT-PCR,探最精準(zhǔn)新冠載量變化
疫情之下,逆行者最美,守護(hù)人民健康,貢獻(xiàn)智慧與光芒,國內(nèi)首批獲證新型冠狀病毒核酸檢測試劑盒知名生產(chǎn)廠家伯杰醫(yī)療特發(fā)起《“耀杰不凡”——致敬幕后抗疫英雄系列》學(xué)術(shù)專題活動。旨在傳播、分享疫情期間一線檢驗及臨床工作者相關(guān)研究成果,經(jīng)過論文征集及篩查,最終確定病毒載量、婦兒感染、混合感染、病毒結(jié)構(gòu)、樣本差異、輸入防控、出院復(fù)陽、試劑盒優(yōu)劣等8期內(nèi)容進(jìn)行分享。
本期研究由首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京地壇醫(yī)院張福杰教授團(tuán)隊基于清華大學(xué)郭永研究員團(tuán)隊的微液滴數(shù)字PCR(ddPCR)研究完成,通過對比ddPCR和RT-PCR技術(shù)在新冠患者疾病進(jìn)展中病毒載量的變化,發(fā)現(xiàn)并證明了使用RT-PCR和ddPCR定量檢測下的病毒載量對于評估疾病的進(jìn)展有積極作用,而在病毒載量低的情況下,其優(yōu)勢更是顯著。
本期作者團(tuán)隊之一來自北京地壇醫(yī)院,他們在整個疫情期間,救治了大量的新冠患者,在北京防疫期間承擔(dān)著非常重要的工作,而這項研究成果也誕生在這個時期。
研究共納入了127例患者的400個樣本,首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京地壇醫(yī)院張福杰教授團(tuán)隊與清華大學(xué)郭永研究員團(tuán)隊在設(shè)計實(shí)驗之初,為了達(dá)到更好的對比評估效果,不僅使用RT-PCR和ddPCR同時去檢測標(biāo)本,實(shí)驗所招募的127名受試者也既包括確診病例54例、疑似病例39例,同時又納入了34例因發(fā)燒或呼吸道癥狀接收篩查但不符合可疑病例診斷標(biāo)準(zhǔn)的患者。患者包括:具有1次接觸史及2種臨床情況;無明確的接觸史,但符合3種臨床情況。(臨床情況包含:發(fā)燒和/或呼吸道癥狀,病毒性肺炎的影像學(xué)特征,發(fā)病初期較早的白細(xì)胞計數(shù)正常或低,淋巴細(xì)胞計數(shù)減少)
圖1. 項目檢測參與者構(gòu)成圖
SARS-CoV-2檢測:
本次研究所涉及的樣本類型較為全面,包括了口咽拭子,鼻咽拭子,痰液,血液和尿液樣本,統(tǒng)一采用專業(yè)的核酸提取試劑盒在2個小時內(nèi)完成核酸提取,然后再進(jìn)行RT-PCR和ddPCR檢測。
其中RT-PCR檢測使用上海伯杰醫(yī)療科技有限公司的反應(yīng)和擴(kuò)增系統(tǒng),對靶向ORF1ab和N基因以及陽性參考的引物和探針進(jìn)行了逆轉(zhuǎn)錄PCR。
檢測結(jié)果:
數(shù)據(jù)分析:通過RT-PCR和ddPCR兩種方法的檢測,34例篩查病例和17例可疑病例的77份標(biāo)本結(jié)果均呈陰性。從患者年齡上看,中位年齡為40歲,男性比例為50%;入院時最常見的體征和癥狀是發(fā)燒和咳嗽。
從病程進(jìn)展看,77.6%的患者為輕度類型,而22.4%的患者為較嚴(yán)重類型。從臨床階段而言,有49例患者處于恢復(fù)階段,所占比例最大,其次是進(jìn)行性階段,早期階段和臨床治愈階段。7名患者的胸部影像學(xué)正常,因此處于不確定的階段。從癥狀發(fā)作到發(fā)病初期,進(jìn)展階段和恢復(fù)階段的平均天數(shù)分別為疾病發(fā)作后的4天,12天和20天。
圖2. 最終確診患者的癥狀
兩種檢測方法對另外76名確診患者的323個樣本檢測結(jié)果則顯示:根據(jù)RT-PCR結(jié)果,95例陽性,67例單基因陽性,161例陰性。95例陽性的ddPCR結(jié)果也均為陽性,RT-PCR的Ct值與病毒載量高度相關(guān)。在67個單基因陽性樣品中,ddPCR陰性的有26個,陽性的有41個陽性,拷貝數(shù)范圍為11.1至123.2拷貝/測試。
剩余161個RT-PCR陰性樣本中,有157個樣本的ddPCR檢測結(jié)果為陰性,4個樣本陽性。結(jié)果表明,RT-PCR和ddPCR在高病毒載量樣品和陰性樣品中均準(zhǔn)確可靠。然后,我們進(jìn)一步比較了3個呼吸道樣本中的病毒載量。痰液中的平均病毒載量(17429±6920拷貝/測試)顯著高于口咽拭子和鼻咽拭子。
圖3. RT-PCR和ddPCR的樣本結(jié)果
此次研究表明,RT-PCR和ddPCR對高病毒載量樣品給出了一致的結(jié)果。不同樣本類型的病毒載量顯示,痰液樣本中的病毒比口咽拭子和鼻咽拭子要多。痰液樣本的定量結(jié)果與最近報道的研究一致:病毒載量在早期和進(jìn)行性階段呈現(xiàn)增加趨勢,而在恢復(fù)階段則出現(xiàn)下降。恢復(fù)的患者可能會出現(xiàn)間歇性病毒脫落,導(dǎo)致核酸結(jié)果再次呈陽性。隨著時間的流逝,大量患者將進(jìn)入康復(fù)階段并出院,對低病毒載量的監(jiān)測將更加頻繁。下呼吸道樣品的多次測試以及通過不同方法進(jìn)行的測試會很有助于提高敏感性并評估是否符合出院標(biāo)準(zhǔn)。
參考文獻(xiàn):
1. Wu F, Zhao S, Yu B, et al. A new coronavirus associated with human respiratory disease in China. Nature 2020; 579:265–9.
2. Phan LT, Nguyen TV, Luong QC, et al. Importation and human-to-human transmission of a novel coronavirus in Vietnam. N Engl J Med 2020; 382:872–4.
3. Holshue ML, DeBolt C, Lindquist S, et al. First case of 2019 novel coronavirus in the United States. N Engl J Med 2020; 382:929–36.
4. Rothe C, Schunk M, Sothmann P, et al. Transmission of 2019-nCoV infection from an asymptomatic contact in Germany. N Engl J Med 2020; 382:970–1.
5. World Health Organization. WHO Director-General’s opening remarks at the media briefing on COVID-19—28 February 2020. Available at:
https://www.who.int/dg/speeches/detail/who-director-general-s-openingremarks-at-the-media-briefing-on-covid-19---28-february-2020. Accessed27 February 2020.
6. Li Q, Guan X, Wu P, et al. Early transmission dynamics in Wuhan, China, of novel coronavirus-infected pneumonia. N Engl J Med 2020; 382:1199–207.
7. World Health Organization. Coronavirus disease 2019 (COVID-19) situation report-39. Available at: https://www.who.int/docs/default-source/coronaviruse/situation-reports/20200228-sitrep-39-covid-19.pdf ?sfvrsn=5bbf3e7d_2. Accessed 28 February 2020.
8. World Health Organization. Laboratory testing for 2019 novel coronavirus (2019-nCoV) in suspected human cases. Available at: https://www.who.int/publications-detail/laboratory-testing-for-2019-novel-coronavirus-in-suspectedhuman-cases-20200117. Accessed 19 March 2020.
9. National Health Commission of the People’s Republic of China website. Diagnosis and treatment of novel coronavirus pneumonia (trial version sixth). Available at: http://www.nhc.gov.cn/yzygj/s7653p/202002/8334a8326dd94d329df351d7da8aefc2.shtml. Accessed 19 February 2020.
10. Winichakoon P, Chaiwarith R, Liwsrisakun C, et al. Negative nasopharyngeal and oropharyngeal swab does not rule out COVID-19. J Clin Microbiol 2020. doi:10.1128/JCM.00297-20
11. Wu J, Liu J, Zhao X, et al. Clinical characteristics of imported cases of COVID-19 in Jiangsu Province: a multicenter descriptive study. Clin Infect Dis 2020. doi:10.1093/cid/ciaa199
12. Huang JT, Liu YJ, Wang J, et al. Next generation digital PCR measurement of hepatitis B virus copy number in formalin-fixed paraffin-embedded hepatocellular carcinoma tissue. Clin Chem 2015; 61:290–6.
13. Gupta RK, Abdul-Jawad S, McCoy LE, et al. HIV-1 remission following CCR5Δ32/Δ32 haematopoietic stem-cell transplantation. Nature 2019; 568:244–8.
14. Ji JS, Wei TM, Yang WB, et al. Early signs and differential diagnosis of CT in novel coronavirus pneumonia. 2020. Available at: http://book.sciencereading.cn/shop/book/Booksimple/show.do?id=B9EEB25369BD13E47E053020B0A0AEEF0000.Accessed February 2020.
15. Dobnik D, Kogov?ek P, Jakomin T, et al. Accurate quantification and characterization of adeno-associated viral vectors. Front Microbiol 2019; 10:1570.
16. Hindson CM, Chevillet JR, Briggs HA, et al. Absolute quantification by droplet digital PCR versus analog real-time PCR. Nat Methods 2013; 10:1003–5.
17. Chan JF, Yuan S, Kok KH, et al. A familial cluster of pneumonia associated with the 2019 novel coronavirus indicating person-to-person transmission: a study of a family cluster. Lancet 2020; 395:514–23.
18. Pan Y, Zhang D, Yang P, Poon LLM, Wang Q. Viral load of SARS-CoV-2 in clinical samples. Lancet Infect Dis 2020; 20:411–2.
19. Zou L, Ruan F, Huang M, et al. SARS-CoV-2 viral load in upper respiratory specimens of infected patients. N Engl J Med 2020; 382:1177–9.
20. Lan L, Xu D, Ye G, et al. Positive RT-PCR test results in patients recovered from COVID-19. JAMA 2020. doi:10.1001/jama.2020.2783
21. Peiris JS, Chu CM, Cheng VC, et al; HKU/UCH SARS Study Group. Clinical progression and viral load in a community outbreak of coronavirus-associated SARS pneumonia: a prospective study. Lancet 2003; 361:1767–72.
上海伯杰醫(yī)療科技有限公司是一家致力于感染性病原體分子診斷試劑研發(fā)和應(yīng)用,深耕于多重?zé)晒釶CR診斷試劑和痕量病毒二代測序試劑及相關(guān)服務(wù)的國家高新技術(shù)企業(yè)。公司圍繞感染性病原體這一主線,從診斷試劑、診斷儀器、測序服務(wù)和醫(yī)檢所服務(wù)等多個面提供全套解決方案。公司秉承“勇于創(chuàng)新,質(zhì)量為先”的方針,為醫(yī)療機(jī)構(gòu)、疾控公衛(wèi)、高校科研等合作伙伴提供優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品與服務(wù)。
全國客服電話:400-860-3688