یک آزمایش آنتی ژن سریع پویا و مقرون به صرفه برای تشخیص SARS-CoV-2


در مطالعه اخیر ارسال شده به medRxiv* سرور پیش از چاپ، محققان یک آنتی ژن سریع و با کارایی بالا با استفاده از آلونامرها، یک نوع جدید از آپتامرها که به جای فعالیت کاتالیزوری، تنظیم آلوستریک را انجام می‌دهند، آزمایش تشخیص پروتئین ویروس کرونا 2 (SARS-CoV-2) با سندرم حاد تنفسی شدید توسعه دادند.

مطالعه: توسعه Q-LAAD، یک آزمایش آنتی ژن مبتنی بر آلونامر برای تشخیص سریع SARS-CoV-2.  اعتبار تصویر: Marek Duransky/Shutterstock
مطالعه: توسعه Q-LAAD، یک آزمایش آنتی ژن مبتنی بر آلونامر برای تشخیص سریع SARS-CoV-2. اعتبار تصویر: Marek Duransky/Shutterstock

زمینه

از زمان شروع همه‌گیری بیماری کروناویروس 2019 (COVID-19)، انگیزه‌ای برای توسعه آزمایش‌های کارآمدتر و دقیق‌تر تشخیص SARS-CoV-2 وجود داشته است. روش تشخیص استاندارد تاکنون، روش واکنش زنجیره‌ای پلیمراز ترانس کریپتاز معکوس کمی (RT-qPCR) بوده است که SARS-CoV-2 ریبونوکلئیک اسید (RNA) را در نمونه‌های سواب از دستگاه تنفسی تشخیص می‌دهد. این به کارکنان آموزش دیده و یک مجموعه آزمایشگاهی برای آزمایش نیاز دارد و به ترتیب به دلیل اتصال متقابل پرایمرها با نواحی غیر اختصاصی و جهش در نواحی هدف پرایمر، می تواند به مثبت کاذب و منفی کاذب منجر شود.

آزمایش‌های مبتنی بر سنجش ایمونوسوربنت متصل به آنزیم (ELISA) به جای RNA SARS-CoV-2 پاسخ‌های آنتی‌بادی ایمونوگلوبولین M (IgM) و G (IgG) را هدف قرار می‌دهند، اما می‌توانند نتایج نادرستی به دلیل سطوح ناکافی IgM و IgG در مراحل اولیه نشان دهند. عفونت این امر باعث می شود که تست های مبتنی بر الایزا برای تشخیص زودهنگام SARS-CoV-2 نامناسب باشند.

تست‌های تشخیصی سریع تشخیص آنتی‌ژن (Ag-RDTs) پروتئین‌های اسپایک ویروسی و نوکلئوکپسید را در دستگاه تنفسی هدف قرار می‌دهند و گزینه مناسب‌تری برای تشخیص زودهنگام COVID-19 هستند. با این حال، وابستگی آنها به آنتی بادی های مونوکلونال بسیار اختصاصی، استفاده گسترده آنها را محدود می کند.

آپتامرهای نوکلئیک اسید، با حساسیت و میل ترکیبی بالا، می توانند با RNA کاتالیزوری یا دی اکسی ریبونوکلئیک اسید (DNA) ذوب شوند و ریبوسوئیچ ها یا دئوکسی ریبوسوئیچ ها را تشکیل دهند که می تواند به عنوان یک ابزار تشخیصی استفاده شود.

در مورد مطالعه

در مطالعه حاضر، تیمی از محققان کلاس جدیدی از آپتامرها به نام آلونامرها را توسعه دادند که تکرارهای اسید نوکلئیک آلوستریک یا مرهایی هستند که مانند ریبوسوئیچ ها یا دئوکسی ریبوسوئیچ ها عمل می کنند، اما به جای مکانیسم کاتالیزوری دارای فعالیت آلوستریک هستند. آلونامرها برای ایجاد یک آزمایش آنتی ژن سریع با توان بالا به نام کوانتوم منطق آپتامر آنالیت (Q-LAAD) برای شناسایی پروتئین اسپایک SARS-CoV-2 استفاده شدند.

یک آلونامر DNA با استفاده از تکامل سیستماتیک لیگاندها با غنی سازی نمایی (SELEX) تولید شد. این آلونامر از دو حوزه اتصال با ناحیه پیوند دهنده تشکیل شده است. اتصال پروتئین اسپایک SARS-CoV-2 به یک دامنه منجر به تغییر ساختاری در حوزه اتصال دیگر می شود و به آن امکان می دهد به یک مولکول گزارشگر فلورسنت متصل شود.

ویژگی آلونامر به پروتئین اسپایک SARS-CoV-2 و توانایی آن برای اتصال به پروتئین های سنبله گونه های مختلف SARS-CoV-2 با استفاده از سنجش ایمونوفلورسانس آزمایش شد. Q-LAAD با استفاده از سواب بینی از بیماران بالقوه COVID-19 علامت دار تأیید شد. حساسیت و ویژگی Q-LAAD با روش RT-qPCR مقایسه شد.

نتایج

نتایج نشان داد که در درونکشتگاهی آزمایش Q-LAAD مبتنی بر آلونامر می‌تواند پروتئین اسپایک SARS-CoV-2 را از سواب‌های قدامی بینی تشخیص دهد. حساسیت و ویژگی به ترتیب 97% و 100% بود که بسیار بیشتر از حداقل الزامات عملکردی 80% و 97% تعیین شده توسط سازمان جهانی بهداشت (WHO) برای استفاده توصیه شده از Ag-RDTs.

هنگامی که Q-LAAD در برابر انواع آلفا، بتا، گاما و دلتا SARS-CoV-2 آزمایش شد، سیگنال های فلورسانس از تشخیص پروتئین های گاما و دلتا به طور قابل توجهی بالاتر از کنترل نوکلئوکپسید بود، در حالی که سیگنال های اتصال به آلفا و بتا پروتئین های سنبله تغییر پنج برابری را نشان دادند، اگرچه معنی دار نبود.

این روش به هیچ یک از 28 پاتوژن تنفسی رایج یا 19 ماده درون زا که در این مطالعه آزمایش شده بودند، واکنش متقاطع نداشت. با این حال، مواد دیگر، مانند پروتئین موسین خالص شده، مقداری واکنش متقاطع را در 0.5٪ وزن به حجم نشان دادند، که نشان می‌دهد اگر نمونه‌های سواب حاوی مقادیر زیادی موکوس باشند، حساسیت Q-LAAD می‌تواند کاهش یابد. مواد تشکیل دهنده درمان های رایج عفونت تنفسی فوقانی نیز با این روش واکنش متقابل داشتند.

نتیجه گیری

برای نتیجه گیری، این مطالعه Q-LAAD را ارائه کرد، یک آزمایش جدید آنتی ژن مبتنی بر آلونامر، که حساسیت و ویژگی بالایی را به سطوح بسیار پایین پروتئین SARS-CoV-2 نشان داد. سنجش Q-LAAD به طور موثر اکثر گونه های نگران کننده SARS-CoV-2 را شناسایی کرد و به مقادیر کمی از معرف های به راحتی در دسترس نیاز داشت.

علاوه بر این، نویسندگان بر این باورند که فرآیند SELEX به آلونامرها اجازه می‌دهد تا به راحتی اصلاح یا به روز شوند تا به پروتئین‌های اسپایک انواع نوظهور آینده و سایر اهداف مانند پروتئین‌های نوکلئوکپسید برای توسعه سنجش‌های چند هدفه متصل شوند. این سنجش فقط به تنظیم صفحه 96 چاهی و صفحه خوان فلورسانس نیاز دارد که باعث می شود تست Q-LAAD در زمان و هزینه کارآمد باشد.

به گفته نویسندگان، Q-LAAD حساسیت تست های مبتنی بر PCR و سرعت و سادگی تست های آنتی ژن را ترکیب می کند. انطباق پذیری، محدودیت تشخیص کم و توانایی های مقرون به صرفه و توان عملیاتی بالا Q-LAAD می تواند آن را به ابزاری کارآمد و پویا در تشخیص زودهنگام SARS-CoV-2 تبدیل کند.

*تذکر مهم

medRxiv گزارش‌های علمی مقدماتی را منتشر می‌کند که توسط همتایان بررسی نمی‌شوند و بنابراین، نباید به‌عنوان نتیجه‌گیری، راهنمای عمل بالینی/رفتار مرتبط با سلامتی در نظر گرفته شوند یا به عنوان اطلاعات ثابت تلقی شوند.



منبع