全面支持新冠变异毒株检测 | 新冠全基因组捕获Panel

    2019年新冠病毒肆虐全球，2021年新冠亚株奥密克戎出现，成为优势亚株。随着病毒不断变异，截至2022年12月18日，仅奥密克戎演变出五个分支（从BA.1，BA.2，BA.3，BA.4，BA.5），709个亚分支。近期，免疫逃逸能力更强的BQ 和 XBB 亚分支更在不断扩散（图1.）。 有研究指出，疫苗接种者和感染者血清对 BQ.1、BQ.1.1、XBB 和 XBB.1  的影响明显被弱化，包括采用 WA1/BA.5 双价疫苗加强的个体血清也存在同样的问题。^[1] 

    早期新冠病毒疫情监测和防控中，病原宏基因组测序 mNGS 发挥了至关重要的作用，然而 mNGS 在测序前无法剔除大量的非目标区域 DNA 序列，因此在测序中会存在大量背景序列，一定程度上增加 mNGS 测序后数据分析的难度。

    基于 NGS 测序技术的多重扩增子捕获技术在数据的有效性上优于 mNGS，然而这种方法只能在一定程度上检出新冠变异类型（若扩增子引物设计区域出现大面积变异，扩增有效率会大幅下降或3’末端碱基错配导致扩增无法进行等问题），很难满足不断变异的新冠病毒亚株。

    然而，基于 NGS 测序技术的探针捕获法则能完全应对此类问题，相比扩增子捕获技术而言，探针捕获对病毒基因组的多态性宽容度更高，同时能够更完全的覆盖病毒基因组。

    纳昂达针对新冠病毒专门设计了一款变异新冠检测 Panel （2019-nCOV panel），该款能够覆盖新冠病毒29.9kb基因组区域，可结合纳昂达整体解决方案对新冠变异病毒进行基因组测序。

    同时，以 2019-nCOV panel 为子 Panel ，纳昂达还专门设计了一款针对人呼吸道病毒设计的靶向捕获 panel（NanoRV Panel-Tech Access） ， 该款Panel在设计之初就结合了目前已知的十几种冠状病毒基因组特征（Human coronavirus 229E，Human coronavirus NL63, Betacoronavirus HKU24, Human coronavirus HKU1，SARS-CoV-2等）（表1），涉及7科、12属、36种呼吸道疾病相关病毒，包含超过16,000条生物素标记的 DNA 探针。

表1. NanoRV Panel涉及的冠状病毒种类及参考基因组编号

    因此，NanoRV Panel-Tech Access 除了能够富集变异新冠病毒外，还能富集包括其他类型冠状病毒、流感病毒、副流感病毒、呼吸道合胞病毒、偏肺病毒、肠病毒、鼻病毒、腺病毒、博卡病毒在内的多种人呼吸道疾病相关病毒序列。同时，作为多种病毒追踪和分析的研究型基础 panel，可结合研究者需要进一步定制和扩展，同时格外加强了新冠病毒的检测能力(图3)。

    我们采用 COVID-19 RNA  质控品，经 NadPrep®️ DNA  通用型文库构建试剂盒（for Illumina®️）搭配 NadPrep Total RNA-To-DNA Module 制备总 RNA 文库；将靶向7个人类看家基因（HK7）的定制探针 spike-in 至 NanoRV Panel v1.0-Tech Access 并进行单次或两次靶向捕获。从结果中我们可以发现，我们的捕获Panel能够有效富集COVID-19 RNA质控品中的病毒基因组序列（图4.），同时由于采用靶向捕获富集技术，对新冠病毒检测具有更高的灵敏度（图5. 图6.）

图4. NanoRV Panel v1.0-Tech Access捕获效率。 测序数据以salmon v1.2.0分析，统计各部分reads数占比。SARS-CoV-2与HK7 reads计为中靶部分，rRNA及其它转录本reads计为脱靶部分。

图6. NanoRV Panel v1.0-Tech Access 对 COVID-19 RNA 质控品（菁良，GW-CRPM002）中全长 SARS-CoV-2 基因组捕获的覆盖均一性。

参考文献

[1] Iketani S ,  Liu L ,  Guo Y , et al. Antibody evasion properties of SARS-CoV-2 Omicron sublineages[J]. Nature, 2022, 604.