在抗击SARS-CoV-2的斗争中给质谱技术充电

Javier Fernandez

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阅读时间：8分钟
SARS-CoV-2

Waters的最新产品 启动 将增强质谱研究在抗击SARS-CoV-2中的作用。科学家们现在可以通过质谱仪以高度可重复的方式直接对特定的病毒NCAP肽进行量化。 Waters SARS-CoV-2 LC-MS Kit (RUO)，允许对SARS-CoV-2病毒进行突破性研究。

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到目前为止，沃特斯液相色谱和质谱在这一流行病中发挥了什么作用，有什么变化？

从COVID-19大流行开始，沃特世就致力于与我们的客户和合作伙伴一起开发疫苗，研究治疗方法，并生产用于测试的PCR引物和探针。沃特世建立了一个 COVID-19 Innovation Response Team 协调与几十家客户的40多个合作项目，并取得了良好的效果。 向抗击大流行病的组织提供大量实物捐赠和慈善礼物.Waters LC-MS系统已被用于。

到目前为止，LC-MS在直接检测病毒方面的作用有限。虽然之前已经成功展示了检测SARS-Cov-2蛋白肽的LC-MS方法1，但这些研究也强调，由于样品基质的组成成分（如病毒运输介质（VTM））的干扰，该技术受到了显著的基质效应，限制了该方法的分析灵敏度。现在不一样了!

分析灵敏度的突破：抗肽抗体的富集

为了解决影响其他方法分析灵敏度的问题，沃特世公司在与学术界、商业界和政府研究科学家联盟合作研究的基础上，开发了SARS CoV-2 LC-MS套件（RUO）。这包括来自根特大学2的鼓舞人心的合作者、隶属于英国国家卫生服务系统（NHS）3的不可思议的研究团队以及其他合作伙伴。最终的结果是一个首次上市的、基于LC-MS的 端到端研究解决方案，为科学家们提供了检测SARS-CoV-2特征肽的可靠分析方法。

SARS CoV-2 LC-MS试剂盒（RUO）提供的分析方法对病毒肽进行了敏感和选择性的检测。

分析测试表明，研究人员可以达到检测和量化来自SARS CoV-2 NCAP蛋白的三种独特肽的低水平所需的分析灵敏度--Xevo™ TQ-XS系统的数据显示量化下限（LLoQ）仅为3amol/µL（日间精度≤17.4% CV，日内精度≤17.1%CV），而非富集研究方法显示LLoQ为220amol/µL。每个样品在不到两分钟的时间内就能获得干净、低噪音的色谱结果。

SARS CoV-2 LC-MS试剂盒（RUO）使用创新的SISCAPA®抗肽抗体富集样品制备方法和SISCAPA检测技术公司的抗体，提高了质谱测量预选蛋白目标的性能。

  • 通过样品浓缩和去除抑制目标肽的MS电离的干扰，提高分析灵敏度。
  • 通过选择性地去除背景干扰，加快了LC-MS的样品量，否则会导致色谱运行时间延长。结合3厘米、1.7微米的色谱柱，LC-MS循环时间现在减少到每次进样仅需2.5分钟。
  • 提高了LC-MS方法的稳健性，延长了色谱柱的寿命，并且由于注入的样品更干净而减少了仪器的停机时间。
  • 这种富集技术最大限度地减少了样品介质的干扰，为分析多种研究样品提供了更大的灵活性。

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沃特玛为直接检测SARS-CoV-2特征肽提供的端到端解决方案

仅用于研究，不用于诊断程序。本研究专用试剂盒尚未在临床样本上进行测试。

沃特世的SARS CoV-2 LC-MS试剂盒（RUO）已经过优化。 ACQUITY UPLC™ I-Class System, and the Xevo™ TQ-XS 检测器。它以一种适应性强的自动化格式出现，带有液体处理协议，用于 安德鲁+移液机器人 关于 壹号实验室™软件。为了确保定量的可重复性，并尽量减少多肽与表面的非特异性结合的风险，SARS CoV-2 LC-MS试剂盒（RUO）采用了 带有MaxPeak™ HPS的QuanRecovery™板块 和一个 MaxPeak Premier专栏.

随之而来的是 Instructions for Use 详细介绍了试剂盒的正确使用方法，以及科学应用说明。  利用SARS-CoV-2 LC-MS试剂盒推进研究（RUO） 显示了由Waters临床科学操作组评估的该方法在2、3、6、10和20 amol/µL合成肽添加到VTM的三次运行中的分析灵敏度。

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PCR不是 "黄金标准 "吗？我为什么要关心病毒性多肽？

对于PCR技术在世界应对COVID-19大流行病中发挥的作用，怎么说都不为过--由于这些测试的高灵敏度，进行了数以亿计的测试，防止了无数的感染。PCR测试现在和将来都可能是诊断COVID-19和许多其他传染病的关键。然而，我们不应忽视在大流行期间由于广泛使用PCR而发现的一些问题。

  • PCR测试使用聚合酶链式反应连续复制SARS-CoV-2 RNA的特定片段，直到有足够的拷贝让检测器感知。研究表明4，患者的细胞可能在该患者不再被认为具有传染性之后很长一段时间--有时是几个月之后6--继续脱落病毒RNA，这可能导致患者在PCR测试中继续呈阳性，并可能被要求继续隔离，尽管不再构成感染他人的威胁。正如发表在《自然》杂志上的这篇文章所见，病毒肽在体内出现的时间窗口比RNA更窄，而且与感染期的关系更密切7，因此，一种高灵敏度和高选择性的病毒肽检测方法可能是一种有价值的补充性研究工具。
  • 众所周知，尽管其灵敏度很高，但定量PCR测试常常显示出很高的变异性8，甚至在同一实验室内的不同测试之间，以及在不同实验室的同一测试之间。这一点在SARS-CoV-2的PCR测试中也有所体现，这里9和这里3。 LC-MS利用校准曲线和稳定的同位素标记的标准来确保各实验室之间的可重复性和一致性，并提供目标分析物的直接测量，而不需要创造数以百万计的副本--这有可能使它成为不同实验室和不同时间点的纵向研究的重要工具。
  • 供应链。有资料显示，特别是在大流行的早期和2020年夏天，有许多地方性的PCR试剂和实验室消耗品短缺的案例10。如果未来出现一种具有独特目标的新病毒，随着供应量赶上必要的消耗品和试剂的需求，世界可能会再次出现短缺。甚至在最近，随着印度SARS-CoV-2感染的重新出现，有报告称局部的PCR试剂短缺11影响了该国控制大流行的能力。在为未来的大流行做准备时，促成更广泛的技术研究，从而使供应链多样化，可能有助于缓解许多实验室所经历的限制。

我们的动机：促成拯救生命的研究

我们的使命是利用一切机会不断为我们的客户、员工、股东和社会带来利益，以及我们对抗击SARS-CoV-2大流行病的坚定承诺，这些都激励着我们在整个发展过程中。 Waters SARS-CoV-2 LC-MS Kit (RUO).与我们在世界各地的许多客户和合作伙伴一样，这一产品发布背后的团队也直接受到了这一流行病的破坏性影响。我们非常自豪能够为我们的客户提供工具来推动拯救生命的研究，并在对抗SARS-CoV-2的斗争中增强LC-MS的潜力。

立即注册参加我们的COVID-19大流行病质谱分析网络研讨会。使用SARS-CoV-2 LC-MS试剂盒推进研究 (2021年6月10日美国东部时间上午11点|中国东部时间下午5点)

加入Dominic Foley和Waters临床科学运营团队，了解SARS-CoV-2 LC-MS试剂盒（RUO）如何实现病毒蛋白的定量，以推进COVID-19的研究。

 

其他信息和资源。

 

有一个想法、问题或合作建议？我们想听听你的意见!如果你还不知道你当地的水域联系人，请与COVID创新响应团队联系，进行科学调查或提出合作建议。

 

参考文献

  1. Cardozo, K.H.M., Lebkuchen, A., Okai, G.G.et al. Establishing a mass spectrometry-based system for rapid detection of SARS-CoV-2 in large clinical sample grouports.Nat Commun11, 6201 (2020). https://doi.org/10.1038/s41467-020-19925-0
  2. Cov-MS: 一种基于社区的模板检测，用于SARS-CoV-2患者的质谱蛋白检测，JACS Au Article ASAP (2021); DOI: 10.1021/jacsau.1c00048
  3. 莱斯特大学的唐纳德-琼斯在2021年4月16日关于Covid-19研究的第二次e-NVMS会议上发表的演讲
  4. Lu J, Peng J, Xiong Q, Liu Z, Lin H, Tan X, et al.通过RT-PCR检测SARS-CoV-2再次阳性的COVID-19患者的临床、免疫和病毒学特征。EBioMedicine.2020;59.2020
  5. 张立国, Alexsia Richards, M. Inmaculada Barrasa, Stephen H. Hughes, Richard A. Young, Rudolf Jaenisch.反转录的SARS-CoV-2 RNA可以整合到培养的人体细胞的基因组中，并且可以在病人的组织中表达。美国国家科学院院刊》2021年5月，118（21）e2105968118；DOI: 10.1073/pnas.2105968118
  6. N.Li, X. Wang, T. Lv.长时间的SARS-CoV-2 RNA脱落：不是一个罕见的现象。J. Med.Virol., 92 (11) (2020), pp.2286-2287
  7. Mercer, T.R., Salit, M.在COVID-19大流行期间进行规模测试。Nat Rev Genet (2021)。https://doi.org/10.1038/s41576-021-00360-w
  8. Hayden RT, Yan X, Wick MT, et al.导致能力测试样本中病毒定量PCR结果变异性的因素：多变量分析。J Clin Microbiol.2012;50(2):337-345. doi:10.1128/JCM.01287-11
  9. Daniel Rhoads, David R Peaper, et al.,College of American Pathologists (CAP) Microbiology Committee Perspective:在解释周期阈值（Ct）时必须谨慎，《临床传染病》，第72卷，第10期，2021年5月15日，第e685-e686页，DOI：10.1093/cid/ciaa1199
  10. 美国微生物学会。影响COVID-19和非COVID测试的供应短缺问题
  11. 库马尔，克里希纳。现在，RT-PCR试剂盒的短缺增加了马哈拉施特拉邦的Covid-19困境。经济时报》。2021年4月10日。

SISCAPA®是Anderson Forschung Group LLC（AFG）的商标。