鼻拭子或能檢測(cè)體內(nèi)的隱形病毒

近日，耶魯大學(xué)的研究人員發(fā)現(xiàn)，測(cè)試鼻拭子上是否存在單個(gè)免疫系統(tǒng)分子可以幫助檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試中未發(fā)現(xiàn)的隱匿病毒，該研究題為“Nasal host response-based screening for undiagnosed respiratory viruses： a pathogen surveillance and detection study”發(fā)表在The Lancet Microbe 雜志上。

一、研究背景

有些有癥狀患者常見(jiàn)病毒檢測(cè)為陰性，這些群體是未識(shí)別或新出現(xiàn)病毒的重要可能來(lái)源，但由于在樣本中發(fā)現(xiàn)病原體的可能性較低，因此對(duì)所有樣本進(jìn)行宏基因組測(cè)序效率低下。

“尋找一種危險(xiǎn)的新病毒就像大海撈針，”該研究作者、實(shí)驗(yàn)室醫(yī)學(xué)和免疫生物學(xué)副教授艾倫·福克斯曼打了個(gè)比方說(shuō)，“我們就像找到了一種顯著減少干草堆大小的方法。”

公共衛(wèi)生部門通常會(huì)從一些來(lái)源尋找新出現(xiàn)疾病的預(yù)警信號(hào)。他們研究了動(dòng)物體內(nèi)出現(xiàn)的病毒，這些病毒可能會(huì)將感染傳染給人類。但要確定數(shù)百或數(shù)千種新病毒變種中的哪一種具有風(fēng)險(xiǎn)是很困難的。他們尋找不明原因的呼吸系統(tǒng)疾病爆發(fā)，這就是 2019 年底在中國(guó)發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致 COVID-19的病毒 SARS-Cov-2 的原因。

然而，當(dāng)新型病毒爆發(fā)時(shí)，要遏制其傳播可能為時(shí)已晚。該研究的目的是確定鼻咽 CXCL10 篩查是否可以用作一種策略來(lái)豐富含有未確診病毒的樣本。

二、研究方法及結(jié)果

在這項(xiàng)病原體監(jiān)測(cè)和檢測(cè)研究中，研究人員分析了耶魯紐黑文醫(yī)療保健系統(tǒng)患者的殘留鼻咽拭子樣本，這些患者在耶魯紐黑文醫(yī)院臨床病毒學(xué)實(shí)驗(yàn)室使用多重 PCR 面板進(jìn)行了臨床病毒學(xué)檢測(cè)。

在兩個(gè)時(shí)間段內(nèi)收集的所有樣本都符合納入條件：選擇 2017 年 1 月 23 日至 29 日是因?yàn)檫@段時(shí)間病毒傳播率很高，選擇 2020 年 3 月 3 日至 14 日是因?yàn)檫@段時(shí)間是在該研究地區(qū)首例 COVID-19 病例與實(shí)驗(yàn)室SARS-CoV-2檢測(cè)可用性之間的間隔時(shí)段。使用轉(zhuǎn)錄組分析和細(xì)胞因子分析，將篩選樣本中的鼻咽先天免疫反應(yīng)與已知的病毒陽(yáng)性或病毒陰性樣本（對(duì)照）進(jìn)行比較。

基于宿主反應(yīng)的未確診感染篩查（2017 年 1 月第 4 周）

研究人員還測(cè)試了先前研究中描述的 SARS-CoV-2 陽(yáng)性患者的配對(duì)樣本，從感染高峰期（病毒載量最高的樣本）到感染結(jié)束（定義為第一個(gè) SARS-CoV-2 定量 RT-PCR (RT-qPCR) N1 PCR 循環(huán)閾值>30 的樣本）。對(duì)發(fā)現(xiàn)的病毒進(jìn)行宏基因組測(cè)序和分析以評(píng)估分子流行病學(xué)。

在 2017 年期間，研究人員對(duì) CXCL10 高于 1 ng/mL 的樣本進(jìn)行了 RNA-Seq 和病毒讀數(shù)分析。在 2020 年期間，對(duì)所有樣本進(jìn)行了 SARS-CoV-2 的 CXCL10 測(cè)試和 RT-qPCR。

鼻拭子通常取自疑似呼吸道感染的患者，并經(jīng)過(guò)測(cè)試可檢測(cè) 10 至 15 種已知病毒的特定特征。這些患者大多數(shù)測(cè)試都是陰性的。但正如本研究在2017 年觀察到的那樣，在少數(shù)情況下，那些“通常懷疑”病毒檢測(cè)呈陰性的人的拭子仍然顯示出抗病毒防御被激活的跡象，表明患者體內(nèi)存在病毒。警示標(biāo)志是由排列在鼻腔通道中的細(xì)胞產(chǎn)生的高水平單一抗病毒蛋白。

基于這一發(fā)現(xiàn)，研究人員對(duì)含有該蛋白質(zhì)的舊樣本應(yīng)用了全面的基因測(cè)序方法，并在一個(gè)樣本中發(fā)現(xiàn)了一種隱形流感病毒，稱為丙型流感病毒。

在 2020 年 3 月的前兩周，研究人員還使用了重新測(cè)試舊樣本的相同策略來(lái)尋找遺漏的 COVID-19 病例。雖然該病毒病例大約在同一時(shí)間在紐約州浮出水面，但檢測(cè)直到幾周后才獲得結(jié)果。在那段時(shí)間從耶魯紐黑文醫(yī)院的患者身上采集的數(shù)百個(gè)鼻拭子樣本經(jīng)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)特征病毒呈陰性。當(dāng)對(duì)免疫系統(tǒng)生物標(biāo)志物進(jìn)行測(cè)試時(shí)，這些樣本中的絕大多數(shù)都沒(méi)有顯示出抗病毒防御系統(tǒng)活動(dòng)的痕跡。但是有一些人做到了；其中，該團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了四例當(dāng)時(shí)未確診的 COVID-19 病例。

美國(guó)康涅狄格州發(fā)現(xiàn) 4 例 SARS-CoV-2 未確診病例（2020 年 3 月）

研究結(jié)果表明，即使對(duì)已知呼吸道病毒的檢測(cè)呈陰性，對(duì)人體產(chǎn)生的抗病毒蛋白進(jìn)行檢測(cè)也可以幫助查明哪些鼻拭子更有可能隱形病毒。

具體來(lái)說(shuō)，篩選生物標(biāo)志物可以讓研究人員縮小對(duì)隱形病毒的搜索范圍，這使在常規(guī)患者護(hù)理期間收集的拭子能夠檢測(cè)到隱形病毒?？梢允褂酶鼜?fù)雜的基因檢測(cè)方法分析被發(fā)現(xiàn)具有生物標(biāo)志物的樣本，以識(shí)別在患者群體中傳播的意外或新出現(xiàn)的病原體，并迅速啟動(dòng)醫(yī)療保健社區(qū)的應(yīng)對(duì)措施。

三、總結(jié)

盡管本研究的重點(diǎn)是檢測(cè)未確診的呼吸道病毒，但研究人員還在急性巨細(xì)胞病毒或急性 Epstein-Barr 病毒患者中發(fā)現(xiàn)了三例鼻咽 CXCL10 升高的病例，這表明鼻咽 CXCL10 可能是這些感染的生物標(biāo)志物，這些感染會(huì)急性感染呼吸道道等地點(diǎn)。最后，為了將這種方法轉(zhuǎn)化為臨床應(yīng)用，研究人員使用一種已經(jīng)在臨床上用于實(shí)驗(yàn)室開(kāi)發(fā)測(cè)試的自動(dòng)化檢測(cè)來(lái)定義基于鼻咽 CXCL10 的篩查的截止值。

總之，該研究展示了一種實(shí)用且有效的策略來(lái)篩查患者樣本以識(shí)別含有隱形病毒感染的樣本。這種方法為全球努力開(kāi)辟了新途徑，以擴(kuò)大對(duì)對(duì)人類健康構(gòu)成未被認(rèn)識(shí)的威脅的病原體的監(jiān)測(cè)。