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让新冠病毒无所遁形!清华又一“科技抗疫”成果获批上市

原标题:让新冠病毒无所遁形!清华又一“科技抗疫”成果获批上市

来源:清华大学

近日

由清华大学医学院郭永教授团队

与北京新羿生物科技有限公司

等多家单位

联合研发的

新型冠状病毒(2019-nCoV)

核酸检测试剂盒(荧光PCR法)

正式获得国家药品监督管理局(NMPA)

医疗器械批文!

这是国家药监局批准的

首张基于数字PCR技术进行新冠病毒核酸检测的

III类医疗器械证书

也是全球首个经评审后正式获批的

将数字PCR技术运用于新冠领域的研究成果

意味着这一技术的国产化和自主可控

试剂盒采用了第三代PCR技术

灵敏度可达100拷贝/mL

有效提高了检测灵敏度

可以降低阳性漏检情况

哪怕是样本中微量的新冠病毒

也难逃它的法眼

为新冠疫情防控与核酸检测

提供了更精准的利器

让新冠病毒无所遁形!清华又一“科技抗疫”成果获批上市

此外

获批上市的试剂盒还有望

在临床研究中发挥两个重要的作用——

监测新冠病人的临床治疗

以及抗新冠药物的临床研究评价

不仅在核酸检测的前端发挥作用

而且贯穿患者临床诊断治疗

疫苗药物研发和疗效评价的全过程

用清华智慧服务国家、助力新冠疫情防控

对于这个“嗅觉灵敏”的“新冠探测器”

你可能还有很多迫切关心的问题——

这和目前的核酸检测技术有什么区别?

它能检出变异株吗?

这样的灵敏度意味着什么?

别急,让我们听听郭永教授怎么说

让新冠病毒无所遁形!清华又一“科技抗疫”成果获批上市

此次获批上市的试剂盒采用了什么技术?

这个试剂盒采用的是数字PCR技术(第三代PCR技术),它在之前荧光定量PCR(第二代PCR技术)的基础上,借助了微流控生物芯片的方式,数字化显示新冠病毒数据,极大提升了核酸检测的“信噪比”。

打个比方,老一辈人家里的电视机经常出现“雪花”,画质模糊稳定性也不高,但现在的液晶电视就不存在这种情况,因为液晶电视的信号是数字信号而不是以前的模拟信号。数字PCR能够提高核酸检测的灵敏度和准确性,也是类似的道理。

数字PCR技术和目前常用的检测技术

优势在哪?

与目前常用的荧光定量PCR相比,数字PCR技术有两个显著优势。

一是无需标准品就可以准确检测病毒的数目。通俗地说,目前的核酸检测技术只能告诉你结果是阳性还是阴性,而通过数字PCR技术,我们不仅可以检出阴阳性结果,还能知道阳性患者所采集样本里有多少病毒。这样一来,在医学研究上,我们在对新冠病人进行诊断和临床治疗时就可以实时监测治疗效果,还可以对新研发的抗新冠药物和疫苗的效果进行临床评估,前不久获批上市的清华大学医学院张林琦教授领衔研发的新冠抗体药物,在临床研究过程中也使用了这个试剂盒。

二是可进行单分子扩增,有利于低载量病毒的检测。之前出过不少隔离14天一直是核酸阴性但解除隔离后检为阳性的案例,数字PCR技术的高灵敏度使得这个试剂盒能够检测出样本中的微量病毒,在排除疑似病例、密切接触病例、确定是否解除隔离,减少漏检和假阴性样本中发挥至关重要的作用,在面对微量病毒样本荧光定量PCR方法判定模糊时,数字PCR方法或许可以有一锤定音。

这个试剂盒能有效检测出

新出现的变异病毒吗?

针对新冠病毒诸多变异株出现的情况,研发团队已完成相应变异株序列的生物信息分析,并对潜在可能影响试剂检测性能的突变开展了验证实验。试剂盒对目前全球范围内最常见的15种变异株:德尔塔株(Delta)、奥密克戎株(Omicron)等,均不会出现漏检和脱靶。

让新冠病毒无所遁形!清华又一“科技抗疫”成果获批上市

每毫升100拷贝的灵敏度

是什么概念?

拷贝的数值越小意味着灵敏度越好。目前的双靶标产品灵敏度基本在200-500拷贝/mL,而这次获批的试剂盒是100拷贝/mL,而且是双靶标检测,大大提高了新冠病毒核酸检测的灵敏度。能够检测出每毫升100个病毒量的样本结果,这个灵敏度意味着什么呢?我来给大家用比较易于理解的方式算一下。

一般人可能认为最理想的状态是每毫升里面有1个新冠病毒我们就能把它检测出来,但在实际检测过程中这是不太可能实现的。假设我们现在有1毫升的液体,里面有100个病毒,由于1毫升的量比较大,一般情况下我们不会把所有液体都用来制备检测样本,可能会取其中的200微升,那么现在只剩下20个病毒,我们需要把它们的核酸提取出来。由于提取效率的问题,并不是所有病毒的核酸都能提取成功,我们按照50%的提取效率来算,最后只有10个病毒的核酸被提取出来了。接下来,我们还得将这10个核酸溶入50微升的溶液当中。而由于反应空间有限,最后可能50微升的溶液只取用了10微升左右作为最终样本进行检测,现在就只剩下2个左右病毒了,由于只检测1个病毒可能会存在失误的风险,对2个病毒进行检测其实已经接近目前检测流程的理论极限了。因此,考虑到目前检测过程中的“层层盘剥”,100拷贝/mL的灵敏度已经非常高了。后续,在样本处理和检测流程上还有深入研究的空间,从而进一步提高灵敏度。

让新冠病毒无所遁形!清华又一“科技抗疫”成果获批上市

这个试剂盒的获批上市

意味着什么?

A:一方面,对于我们国家而言,这一最新进展意味着数字PCR技术的国产化和自主可控。国际上之前数字PCR技术以生物医学研究应用为主,此次获批的产品是国际上第一次将这个技术应用于新冠领域并正式走向了临床。另一方面,对于整个技术领域而言,基于数字PCR技术的新冠核酸检测试剂正式获批上市可以推动这一技术的更新迭代和快速进步,标志着数字PCR技术一个新的起点。我相信,未来这一技术的发展将会在人类重大疾病防治中发挥越来越重要的作用。

目前,国内新冠疫情防控卓有成效,随着国外疫情越来越严重,虽然有疫苗、药物,但新冠病毒在不断变异,外防输入、内防反弹,国内的新冠疫情防控压力越来越大,实时荧光PCR核酸检测是新冠检测公认的金标准,但仍有急需解决的问题如单基因阳性,灰区样本(Ct 37-40)。有隔离14天为阴性但 15天时变为阳性的许多案例,虽有很多原因,但与检测试剂灵敏度直接相关。在实际防疫过程中,实时荧光PCR无法100%满足防控需求,尤其从重点地区国家来的人及冷冻货物,出现了很多比较模糊的结果,而数字PCR技术可以弥补这个应用场景,在一些重点的区域和场所,数字PCR可以一锤定音的作用。

——中国疾病预防控制中心病毒病预防控制所中心实验室主任马学军教授

我们的研究团队在对新冠病毒中和抗体、小分子药物的临床患者进行疗效评估中采用数字PCR技术,取得了非常好的效果。数字PCR技术的高灵敏检测优势不仅仅体现在抗新冠病毒药物的临床效果评估上,在其他病毒性疾病检测如艾滋病、病毒性肝炎诊疗中,都有非常广泛的应用前景。

——首都医科大学附属北京地坛医院感染临床和研究中心主任张福杰主任

数字PCR技术是PCR领域的最新进展,通过PCR和微流控技术的结合,可以极大提升PCR的性能,包括定量能力和检测的灵敏度,在生物医药领域和产业领域,都具有广泛的应用。郭永团队通过自主研发,陆续地解决了该领域的关键问题,推动了数字PCR技术的国产化,为数字PCR技术的自主可控做出了重要贡献。我们非常高兴地看到,新冠数字PCR产品的获批,为科技抗疫提供了新手段新产品,也期望它在新冠诊断、临床治疗和新药开发中发挥重要作用。

——清华大学医学院生物医学工程系主任王广志教授

文|詹萌

视频|视频中心

图片|医学院

排版|皇甫硕龙

编辑|赵姝婧

机器头条新闻 news.ji-qi.com)综合整理。

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