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新型冠状病毒引发的新冠肺炎对全球公共卫生安全带来了极大的威胁,在这类新发突发性传染病防控中病毒快速检测至关重要。传统的病毒检测方法存在实验操作复杂、实验环境要求高和检测周期长等不足,目前病毒检测方法的发展趋势为快速检测,操作简单、检测周期短、无需复杂仪器设备,有利于基层和偏远、资源匮乏地区使用。新冠病毒检测最常用方法是病毒抗原检测和核酸检测。以病毒抗原作为检测靶标的免疫层析方法具有操作简便、反应快速的优势,无需仪器设备,可即时读取结果,非常适于现场应用,但由于检测灵敏度低,仅可作为病原感染的辅助诊断方法;基于核酸检测的实时荧光定量PCR具有灵敏度高、结果准确的优势,已成为病原感染确诊的金标准,但是需要专业的实验室条件及仪器设备,以及耗时长的核酸提取及扩增过程,因此,实时荧光定量PCR并不适于现场及基层机构检测应用。目前,亟须开发高灵敏的病毒抗原检测技术和更为简便快速的核酸检测技术。本研究以新冠病毒为研究对象,针对目前病毒抗原检测灵敏度低的问题及核酸检测耗时久的问题,分别开展了基于荧光素酶标记抗体的高灵敏全自动磁微粒发光免疫分析技术研究和基于重组酶聚合酶等温扩增的一体化快速核酸检测技术。在基于荧光素酶标记抗体的高灵敏全自动磁微粒发光免疫分析技术(Nluc-AMCA)的研究过程中,为了提高病毒抗原检测的灵敏度,我们创新性地使用小分子量、高灵敏和可生物标记的Nanoluc荧光素酶做为检测抗体标记物,并采用以下技术优化策略:(1)采用真核系统重组表达策略,实现Nanoluc荧光素酶在检测抗体上的高效定向标记,避免传统化学标记方法造成的抗体标记不均匀、标记位点不可控从而影响Fab片段的结合活性;(2)探索不同质粒种类、质粒构建方式及转染方式,最终以抗体轻链、重链和Nanoluc荧光素酶依次串联成单质粒稳定转染细胞,可持续获得标记抗体;(3)筛选较为广谱的捕获抗体,建立双抗体夹心方法检测新冠病毒,并与全自动磁微粒化学发光仪相结合,优化检测体系和检测流程,建立全自动、高灵敏的Nluc-AMCA。为了评估胞内表达荧光素酶标记抗体(Nluc-ch2C5)在提升病毒抗原检测灵敏度中的作用,我们将其与荧光素酶化学标记抗体(Nluc-MBS-ch2C5)、传统的辣根过氧化物酶化学标记抗体(HRP-ch2C5)进行比较。结果表明,Nluc-ch2C5具有最高的检测灵敏度(79 pfu/reaction),其检测灵敏度比Nluc-MBS-ch2C5(1315.3 pfu/reaction)高16倍,比HRP-ch2C5(3339 pfu/reaction)高42倍。为了保证Nluc-AMCA检测结果的灵敏性和特异性,我们分别对其最低检出限、灵敏性及特异性进行了评估。该技术用于新冠病毒检测的最低检出限可达68 pfu/reaction;不与其他呼吸道相关病毒发生交叉反应,具有很高的特异性;在临床样本检测中,特异性为100%,敏感性为75%,其敏感性高于胶体金法(68.75%)和ELISA法(62.5%)。在基于重组酶聚合酶等温扩增的一体化快速核酸检测技术(I-RPA)研究过程中,为了缩短核酸检测时间,简化实验操作,我们从以下方面进行了技术探索:(1)制备样本处理液直接进行样本处理,简化样本处理过程,实现无需核酸纯化的样本处理步骤;(2)设计并筛选灵敏特异的重组酶聚合酶等温扩增技术(RPA)的引物探针,实现检测靶标的指数扩增;(3)优化封闭式检测卡盒及检测流程,将RPA等温扩增过程与免核酸提取的样本处理过程相结合,建立了一体化的新冠病毒快速核酸检测技术,30 min可完成整个样本处理及扩增过程。为了保证检测结果的灵敏性和特异性,我们分别对I-RPA的最低检出限、灵敏性及特异性进行了评估。利用多株新冠病毒株培养物确定该I-RPA技术的最低检出限为35 copies/reaction;利用包括普通冠状病毒在内的20种其他呼吸道病毒检测I-RPA技术的特异性,确定I-RPA与其他病原体核酸无交叉反应;利用临床样本进行检测,I-RPA的检测结果与常规q PCR具有较好的一致性,特异性为100%,敏感性达92.8%。本研究建立的Nluc-AMCA和I-RPA方法,不仅可用于新冠病毒抗原的高灵敏自动化检测与核酸的现场快速检测,还可作为技术平台用于其他传染病感染的检测中,为传染病检测提供新的检测方法和思路。