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新冠病毒检测和研究的三种测序方法
时间:2020-03-31 15:20:22  作者:lfy  来源:生物探索
研究采用宏基因组测序(Meta)、探针捕获测序(Capture)和多重PCR扩增子测序(Amplicon)三种方法分别对8例梯度稀释的病毒培养物(Ct值17.3-39.9)和8例新冠病毒临床样本(Ct值18-32,包括咽拭子,喉拭子,鼻拭子,肛拭子和唾液样本)基于DNBSEQ平台进行了检测
  对于深陷新冠疫情的国家而言,最令其感到头痛的就是前期检测工作。鉴于新冠肺炎的高度传播性,所以检测的速度和受检人群数量成为当地公卫体系优先考虑的事情。但我们不仅疑问,该如何做才能够在保证检测速度的同时,又能够提高检测的灵敏度呢?
  
  再生医学网获悉,近日,中国科学家预印在bioRxiv的一篇文章《Multiple approaches for massively parallel sequencing of HCoV-19 (SARS-CoV-2) genomes directly from clinical samples》给出了答案。
  研究采用宏基因组测序(Meta)、探针捕获测序(Capture)和多重PCR扩增子测序(Amplicon)三种方法分别对8例梯度稀释的病毒培养物(Ct值17.3-39.9)和8例新冠病毒临床样本(Ct值18-32,包括咽拭子,喉拭子,鼻拭子,肛拭子和唾液样本)基于DNBSEQ平台进行了检测。其中,采用宏基因组方法对临床样本进行了超高通量测序,每个样本产出数据大于300Gb,但在总Reads中的病毒Reads仅占0.002%-5.513%;而采用探针捕获测序方法和多重PCR扩增子测序方法则能将这一比例提高数十至数万倍。除此之外,研究团队还从不同方法对样本数据量的要求、不同病毒载量检测灵敏度及突变检测准确性等多方面展开了进一步的对比和分析。
  样本数据要求
  在同时满足全基因组覆盖度95%以及10X测序深度的情况中:针对8例病毒梯度稀释样本(102-106 copies/ml)进行探针捕获测序需要5.3Mb-14Gb数据,进行多重PCR扩增子测序需要33Mb-973Mb数据;针对8例临床样本,进行探针捕获测序需要12Mb-25Gb数据,进行多重PCR扩增子测序需要32Mb-1.8Gb数据,而宏基因组需要129Mb-334Gb数据。
  在满足高质量下游分析的情况下(捕获≥20X,多重≥100X,宏基因组≥10X,覆盖度≥95%):针对8例病毒梯度稀释样本(102-106 copies/ml)的探针捕获测序需要8Mb-24Gb数据,多重PCR扩增子测序需要185Mb-2.7Gb数据;而针对8例临床样本的探针捕获测序需要23Mb-25Gb数据,多重PCR扩增子测序需要261Mb- 1.8Gb数据,而宏基因组则需要129Mb-334Gb数据。
  通过以上对比可知,在低病毒载量样本中,多重PCR扩增子测序方法所需数据量最少,而且在不同病毒载量样本中所需要的数据量差异较小。
  病毒载量检测灵敏度
  对梯度稀释的病毒培养物(Ct值17.3-39.9)和临床样本(Ct值18-32,包括咽拭子,喉拭子,鼻拭子,肛拭子和唾液样本)分别进行检测,结果表明:对于高病毒载量(≥105 copies/ml),探针捕获测序和多重PCR扩增子测序都有很好的富集效果(平均每个样本相对于宏基因组方法分别获得了5596倍和5710倍富集);而在低病毒载量的样本中(≤104 copies/ml,Ct值≥28.7)多重PCR扩增子测序的富集效果是探针捕获测序的10-1000倍。这一结果表明,在低病毒载量的情况下,多重PCR扩增子测序具有更好的检测灵敏度。
  最后,再生医学网认为,针对不同情况下的检测,应采用相对应的检测方式,才能够提高检测的精准度。但对于深陷疫情“高危区”的国家来说,在进行病毒检测时,更应该根据本国疫情的实际情况,来选择最适合的检测方案。
关键字:新冠病毒,新冠肺炎,肺炎检测
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