LC-MS如何支持SARS-CoV-2研究

尽管接种疫苗的人数不断增加，但检测在全球应对COVID-19大流行中仍然发挥着重要作用。到目前为止，基于pcr的检测一直是金标准，但补充方法可能有助于解决与该技术相关的一些局限性，并进一步帮助研究人员研究SARS-CoV-2。

作为支持这一领域研究的一部分，水域最近推出了一种新的液相色谱-质谱(LC-MS)测试方法188金宝搏备用说话凯文·温德姆沃特斯公司的高级研发总监，了解更多关于这种方法，它的发展，以及它与PCR的比较。

在这次采访中，Kevin还解释了测试的持续需求，并强调了如何使用新方法来支持期间和期间的研究超越COVID-19大流行。

＊沃特斯的SARS CoV-2 LC-MS试剂盒仅用于研究用途(RUO)，不用于诊断用途。

这篇文章包括了一些有待同行评议的研究发现。因此，结果被认为是初步的，应这样解释。了解同行评议过程在研究中的作用在这里．如需进一步信息，请联系所引用的来源。

安娜·麦克唐纳(AM):你能解释一下LC-MS方法以及它是如何产生的吗?你在这方面有合作伙伴吗?

凯文·温德姆(KW):在大流行早期，沃特斯做出了一个重要决定，将我们的注意力集中在合作和支持那些在COVID前线工作的研究人员，以推动疫苗、治疗方法和测试的进步。我们称之为COVID创新应对团队(IRT)，该团队成功地创建了全球科学家集体工作网络。

这个项目最早的合作对象是两个相隔7000多英里、九个时区的团队。根特大学的Maarten Dhaenens博士的团队很早就开始研究蛋白质组学检测方法使用LC-MS探索SARS-CoV-2病毒的肽基标记物。与此同时，我们已经开始支持SISCAPA Assay Technologies的Leigh Anderson博士团队围绕COVID肽富集工作流程的工作。

让这两个团队一起工作是无缝的，因为在工作流程中有很高的共性。根特研究小组使用一种消化酶将阳性鼻拭子样本中含有的病毒蛋白分解为一系列多肽。然后，他们使用LC-MS分离肽，并量化SARS-CoV-2病毒的特定肽特征。SISCAPA工作流程有类似的开始过程，但在工作流程的最后，他们引入了使用附着在磁珠上的单克隆抗体对特定肽进行富集的步骤。使用选择性抗体对感兴趣的肽允许更高的测试敏感性和非常高的特异性。

在夏季的几个月里，当英国政府和国家卫生服务机构创建了一个探索质谱在COVID检测中的应用的正式项目时，合作得到了极大的扩展。这个加速的项目，被恰当地命名为“登月计划”，汇集了全英国的几个领先的科学团队。结果，我们很快发现自己与来自曼彻斯特大学、莱斯特大学、伦敦大学学院、南安普顿大学、伦敦帝国理工学院、伦敦国王学院、利兹大学、维亚帕斯-圣托马斯医院和瑞典卡罗林斯卡医院的团队进行了合作。

AM:这种方法与基于pcr的方法有什么不同，这些方法是迄今为止诊断测试的传统方法?

千瓦:基于pcr的新冠肺炎检测已经成为金标准，既敏感又特异。基于lc - ms的方法仍未被批准用于临床，最好被认为是PCR的补充技术。LC-MS技术本身在用于评估SARS-CoV-2存在的方式上有几个独特的区别。

PCR本质上是扩增病毒rna。在这个过程中，我们可以提取微量的RNA浓度，并通过重复扩增循环的次数不断增加浓度。这使得它具有高灵敏度和高测试阈值。然而,正如米娜博士所说哈佛大学公共卫生学院的研究人员说，“阈值如此之高的检测不仅可以检测到活病毒，还可以检测到遗传片段，感染的残留物，不构成特别的风险——类似于在一个人离开很久之后在房间里发现一根头发。”

与基于rna的测试不同的是LC-MS检测分析的肽来自于病毒蛋白，没有复制。因此，LC-MS方法可以实现对病毒载量的直接定量分析。这是一个重要的研究工具，因为病毒载量可能与疾病的严重程度相关。由于该LC-MS技术是RUO试剂，需要更多的研发步骤来确认该技术的潜力。

AM:随着疫苗在全球范围内的大力推广，您认为像这样的测试技术发挥着什么样的作用?

千瓦:疫苗的发展速度和对我们应对这一流行病的能力所产生的全球影响确实令人惊叹。虽然我们在抗击COVID方面取得了巨大进展，但未来几年将有许多持久的研究领域。今天，我们看到了一系列新的问题，围绕着新变种疫苗的有效性，以及我们是否需要定期加强注射。

为了解决这些问题，我们需要一系列的分析工具——pcr测试、抗原测试、NGS、抗体和血清学测试都是必不可少的工具。LC-MS添加到这个工具箱中，既补充了这些方法，又增加了一些高度敏感和特定的新工具。LC-MS可以直接评估病毒载量，而不是通过次要方法推断病毒载量，并将在团队探索纵向患者研究中发挥重要作用。当我们展望不久的将来，LC-MS允许多分析物测试，使研究人员能够同时探索多个问题。随着科学的进步，我们期望LC-MS将能够在同一测试中识别多种传染病的存在和患者生物标志物的健康监测。

AM:与PCR相比，使用这种方法有什么好处?

千瓦:使用LC-MS研究SARS-CoV-2既补充了PCR检测，也有一些独特的优势。PCR检测探索病毒rna的存在，而我们的LC-MS方法询问病毒蛋白质的存在。这两种方法都是敏感的技术，可用于纵向研究感染对患者健康的影响，评估疾病的严重程度，并确定感染后状态。

LC-MS和PCR结果存在差异。最重要的领域之一是潜在的假阳性。假阳性的COVID检测结果得出的结论是，被检测的人生病了或有传染性，而实际上他们并没有。PCR的假阳性率据说高达4%在常规分析设置中。

PCR检测的误报率升高有很多原因，如实验室检测错误、样品交叉污染和试剂纯度。然而，如前所述，PCR实验同时扩增了病毒rna的活性和非活性(片段)。这意味着即使对于感染后的患者，它也可以产生积极的结果。SARS-CoV-2抗原检测的灵敏度一般低于实时逆转录聚合酶链反应(RT-PCR)和其他核酸扩增检测(NAATs)，以检测病毒核酸的存在。然而，naat在初次感染后数周至数月仍可保持阳性，即使无法培养病毒，也可检测到病毒核酸水平，这表明病毒核酸的存在并不总是表明传染性。

当感染率降低时，对PCR假阳性结果的担忧增加。由于假阳性率是相当恒定的，在较低的阳性率下，这种错误变得更加明显，使得测试很难区分真阳性和假阳性。这可能会产生重大的经济和社会影响，包括由于不必要的隔离而导致的生产力损失，以及照顾健康患者的医疗成本。

沃特斯SARS-CoV-2 LC-MS工作流固有地提高了特异性并减少了假阳性。一个最近的研究(临床研究参考文献:DNR - 2020-06395)瑞典卡罗林斯卡医院对88例患者样本进行的检测显示敏感性为83.3%(例如，8例假阴性)，特异性为100%(0例假阳性)。基于LC-MS的方法有几个因素使我们能够获得高灵敏度和特异性的结果，包括针对三种不同肽标记物的高特异性抗体捕获部分，稳定的同位素标准，自动化，以及LC和MS维度的分离。

在比较PCR和LC-MS检测方法时，也有财务方面的考虑。高灵敏度PCR和LC-MS系统都是值得投资的。而PCR在常规检测中更为常用LC-MS是临床和生物医学研究实验室中更通用的分析工具。对用于COVID研究的LC-MS仪器的投资可以适用于生物标志物研究和其他传染病等其他研究领域。质谱法的另一个优点是可以在一次测试中同时探索多种分析物。

每次测试的费用也不同。PCR试剂盒需要高纯度、昂贵的试剂。相比之下，LC-MS工作流程中使用的试剂纯度高，但通常成本较低，可以降低每次分析的成本。LC-MS工作流程的高灵敏度可能允许探索额外的时间和节省成本的方法，如样本池。

记者:你能否介绍一下该公司最近发布的新型冠状病毒LC-MS检测试剂盒?谁可以使用它，它打算支持什么类型的研究?

千瓦:沃特斯的SARS-CoV-2 LC-MS试剂盒是一种仅用于研究的工作流程，专为临床和生物医学研究实验室设计，这些实验室正在探索COVID-19对患者医疗保健的影响，传染病研究，以及探索使用质谱进行监测测试。

由于许多研究实验室具有LC-MS方面的专业知识，并且熟悉这种类型的蛋白质消化工作流程，因此对其进行探索具有很大的兴趣。对于不太熟悉这个工作流程的团队，我们有一个使用Andrew+实验室机器人系统的自动化解决方案。

AM:你认为液相色谱-质谱联用方法在COVID-19大流行之后还在使用吗?

千瓦:是的，有很多机会。我们为SARS-CoV-2探索的方法可能是适用于不同病毒蛋白和生物标志物的分析研究。我们在传染病临床科学中使用LC-MS的旅程才刚刚开始。我们正在了解客户想要探索和研究这项技术的新方法。

这种高度的兴趣并不令人惊讶，因为LC-MS实际上无处不在——研究人员看到了在临床科学中进一步探索这项技术的价值。许多研究小组已经在使用MS进行生物标志物研究。新增SARS-CoV-2检测为探索对患者健康的影响提供了新工具。LC-MS的另一个优点是多分析物测试。虽然我们目前的测试分析的是SARS-CoV-2，但我们有兴趣扩展这一测试，以创建更全面的测试面板。

一个关键的研究领域是Long-COVID．为了探索这一点，我们希望扩展工作流程，以检查其他相关的生物标志物。一个最近的研究检查了美国近200万名COVID患者的医疗记录。超过20%的人经历了covid后的健康问题，包括“疼痛、呼吸困难、高血脂、不适和疲劳以及高血压”。

今天，我们重点关注COVID-19，这是我们一生中影响最深远的全球大流行病。随着我们的发展，我们的目标是进一步探索LC-MS在传染病、临床科学以及大流行防范和监测方面的力量。

凯文·温德姆接受了科技网络科学作家安娜·麦克唐纳的采访。188金宝搏备用