COVID-19亞洲地區疫情持續嚴峻,隨著社區大規模感染,新冠病毒發生變異的機會也大幅提高,到底為什麼會出現病毒變異呢? 檢疫量爆增的同時,該如何快速檢測到底目前有哪些病毒變異株在社區中流竄?

變種病毒的發生原因

COVID-19病毒是屬於單股正鏈RNA病毒 ((+)ssRNA virus),人體被COVID-19病毒感染後,病毒會利用棘狀蛋白(spike protein)來和人類細胞上的受體接合,藉此入侵至細胞內。這個時候,病毒的正鏈RNA會進入感染的細胞,部分會直接進行病毒的蛋白質合成,另一部分則會同時利用RNA聚合酶(RDRP)作用,複製出更多的病毒RNA,藉此組裝出更多子代病毒,進而感染更多人體細胞。

單股RNA的複製速度非常迅速、且複製時,RNA 序列容易發生突變,其中又以棘狀蛋白基因上的突變最受重視。這是因為棘狀蛋白除了會與人類細胞上的受體接合以外,同時也是目前疫苗所使用的抗原。因此,若棘狀蛋白的基因序列發生突變,則有可能會改變受體接合能力、進而影響病毒的傳播力和臨床藥物與疫苗的治療效果。一旦造成大規模的感染傳播,就會增加病毒ssRNA突變的機率,此時,就很容易出現具有演化優勢的新變種病毒。

而隨著2020年至今,COVID-19的全球感染人數早已突破1億以上的人口,世界各地也出現了許多主流的變種病毒。

病毒變異株的種類

新冠病毒SARS-CoV-2的第一種變異株D614G在2020年3月疫情全球大爆發初期就已出現,且在同年6月就已取代原先的病毒株,成為主流的病毒傳播優勢物種。而在2020年9月,在英國本土發現的變種病毒B.1.1.7,並發現這個變異會使病毒傳染力高出50%~75%,這直接造成英國12月時第三波嚴重的疫情。而在同年12月,南非發現的變異株則容易在年輕族群形成無症狀傳播鏈。

病毒變異株不但增強了傳播力道,尤其是今年在印度本土出現的B.1.617印度變種病毒,研究發現其棘狀蛋白有8處變異,更容易感染人的肺部及腸道細胞,且可能使人體免疫反應不易察覺病毒入侵;在一些動物研究也發現,感染B.1.617後,肺部發炎反應更加嚴重,顯示似乎容易導致新冠肺炎重症,且在一些英國的研究中發現,相較於英國變種病毒,B1.617印度變種病毒似乎削弱了疫苗保護力。(疫苗保護力研究資訊詳見“Pfizer vaccine 88% effective against B.1.617-AstraZeneca 60% effective: study”)

目前世界衛生組織WHO已經將4例COVID-19變異株列為高度警示的變種病毒 (Variants of Concern, VOC) ,分別為:

  • B.1.1.7 英國變種病毒 (Alpha變種病毒)
  • B.1.351 南非變種病毒 (Beta變種病毒)
  • P.1 巴西變種病毒 (Gamma變種病毒)
  • B.1.617.2 印度變種病毒 (Delta變種病毒)

利用MassARRAY系統進行COVID-19的變異株檢測

在近期的Agena COVID-19線上研討會活動中,德國法蘭克福的IMD實驗室主管,Martin Stürmer 博士討論了SARS-CoV-2 變異對診斷方法的影響,以及該如何檢測並區分病毒株,以便了解各種病毒株對疫苗等治療方案的臨床效用。 隨後,Dr.Thomas Alef 展示了他們的臨床實驗室如何利用低成本、高通量的 MassARRAY ,快速且有效的設計多種 SARS-CoV-2 病毒變異株分析,以便快速應對新的、更具傳染性的病毒變異的出現。

歡迎收看下方的COVID-19 MassARRAY 臨床病毒變異分析研討會:

Webinar: Responding to Emerging SARS-CoV-2 Variants from Agena Bioscience on Vimeo.

高通量核酸質譜系統,快速偵測病毒變異株

該如何在疫情嚴峻的情況下,快速掌握有哪些病毒變異株及傳播鏈在社區流竄呢?

Agena 開發的MassARRAY® SARS-CoV-2 Variant Panel,可以在病毒RNA核酸萃取後,一天內得知病毒株鑑定結果,且具有下列優勢:

  1. 快速分型:可以定性偵測且區分出12種不同的SARS-CoV-2 突變株。
  2. 簡化判讀:軟體自動產生檢測報告,減少人工判讀人力及時間。
  3. 靈活度高:可客製化調整分析內容,能快速應對新的變種病毒株出現。
  4. 即時性TAT:八小時內
  5. 分析成本低:分析費用較NGS技術低廉,且易於分析。

目前MassARRAY® SARS-CoV-2 Variant Panel可以鑑定15種病毒變異株,且可以客製化彈性新增最新的病毒變異位點,目前除了MassARRAY® SARS-CoV-2 Variant Panel (RUO)可進行新冠病毒株的鑑定以外,原廠還有歐盟CE-IVD認證的MassARRAY® SARS-CoV-2 Panel,以及結合A型流感、B型流感及新冠病毒的檢測套組-MassARRAY® SARS-CoV-2/Flu Panel (RUO) 。具有中、高通量的樣本容載率,單次實驗即可分析384或96個樣本通量的反應數,讓病毒株鑑定工作更加即時可靠。

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