2021-07-28 08:07

弗吉尼亚理工大学的COVID-19测试证明了学术实验室的力量和多样性

Virginia Tech's COVID-19 testing demo<em></em>nstrates power, versatility of academic labs

在大流行初期,弗吉尼亚理工大学的科学家们创建了一个COVID-19检测实验室,并从头开始对病毒进行新的检测。

他们不仅开发了一种内部测试,避免了阻碍全国测试工作的试剂供应短缺,还使用了3d工程供应品和稳定的存储介质,使样品可以在不需要持续冷藏的情况下运输到弗吉尼亚州的农村地区。

7月20日发表在《自然通讯》(Nature Communications)杂志上的一篇新文章描述了这项新协议,该协议将一个研究实验室转变为一个测试操作系统,自2020年4月以来能够为弗吉尼亚联邦和弗吉尼亚理工大学社区处理超过13万项测试。

弗拉林生物医学研究所的副教授、弗拉林生物医学研究所的弗吉尼亚理工大学分子诊断实验室的科学主任卡拉·芬基尔斯坦(Carla Finkielstein)是该论文的通讯作者。

自从检测开始以来,分子诊断实验室已经分析了来自弗吉尼亚州西南部8个卫生区和650多家企业、疗养院、医疗和牙科诊所、建筑工地和学校的样本。

迈克尔·弗里德兰德说:“《自然通讯》杂志的这篇文章概述了包括芬克尔斯坦博士和她的同事在内的人们的巨大奉献,以及他们为弗吉尼亚理工大学乃至整个社区所实施的成功企业。”弗拉林生物医学研究所(Fralin Biomedical Research Institute)的执行董事、弗吉尼亚理工大学(Virginia Tech)健康科学与技术副总裁,以及这篇论文的作者之一。“弗吉尼亚理工大学的教师、员工、学生和大学领导与我们的卫生部门领导人密切合作,以满足科学、监管、法律、金融和基础设施的需求,以实施该项目,体现了Ut Prosim的弗吉尼亚理工精神的最佳体现。”

在弗吉尼亚理工大学(Virginia Tech),身为科学学院(College of Science)生物科学副教授的芬基尔斯坦(Finkielstein)帮助带领全校的科学家开发了一种新的测试。一位获奖的癌症研究人员,Finkielstein转移她的注意力从实验室和招募志愿者”的“小军队Fralin生物医学研究所,昼夜不停地工作,建立一个可靠的RT-qPCR-based试验可以验证,提交给美国食品和药物管理局(FDA)紧急使用授权的考虑,同时避免有缺陷的检测试剂盒和潜在的试剂供应链挑战,弗里德兰德说。

弗吉尼亚理工大学COVID-19实验室于2020年4月20日成立,此前提交了fda颁发的紧急使用授权申请,并获得了开始检测的许可。这一举措帮助扩大了弗吉尼亚州西南部公共卫生实验室的检测能力,这是监测病毒在联邦的传播和减缓疫情蔓延的关键一步。

弗吉尼亚理工大学访客委员会随后授予芬克尔斯坦最高荣誉——Ut Prosim学者奖,以表彰她为人类做出的服务,以及她为支持弗吉尼亚理工大学和弗吉尼亚卫生部提高COVID-19检测效率和有效性所做的工作。

“几十个有奉献精神、有爱心的人做出了贡献——这永远不仅仅是一个人的努力,”Finkielstein说,他也是弗拉林生命科学研究所的成员。“我很感激能与那些关心并在需要时挺身而出的人一起工作。看到团队合作为人们的生活做出贡献是一种荣誉。”

维吉尼亚理工大学位于维吉尼亚西南部的边缘,那里是该州的农村地区,包括一些面临经济挑战的县。根据美国人口普查数据,该地区的人口年龄较大,在收入和医疗保健方面落后于弗吉尼亚州其他地区,因此特别容易受到COVID-19的影响。

弗吉尼亚州卫生部流行病学办公室(Virginia Department of Health’s Office of Epidemiology)西南弗吉尼亚地区的流行病学家佩吉·博德温(Paige Bordwine)和新河健康区(New River Health District)主任诺艾尔·比塞尔(Noelle Bissell)是这篇论文的合著者,他们与弗吉尼亚理工大学的团队密切合作,验证和实施了这项检测。

弗吉尼亚理工大学的研究小组开发了一种检测方法,在许多情况下,该方法比其他可用的分子检测方法对SARS-CoV-2更敏感和特异。大多数其他测试针对同一基因的一个或两个区域来识别病毒,而弗吉尼亚理工大学的测试针对三个区域,使其更准确,并增强了检测病毒变异的能力。该测试可以分析多种临床样本类型,包括鼻咽、鼻咽拭子和唾液。

为了防止错误,位于弗拉林生物医学研究所罗阿诺克新研究大楼的分子诊断实验室设计了物理隔离的处理站,控制标记污染源,人为错误监测,以及报告样本为阳性的严格标准。

由于该测试是内部开发的,科学家可以迅速对其进行调整,以检测病毒基因组的新突变和病毒变异,并在数小时内实施,这使对病毒突变的评估和公共卫生反应更快。该实验室每周可进行7500次检测。

前白宫冠状病毒应对协调员黛博拉·比尔克斯(Deborah Birx)赞扬了弗吉尼亚理工大学在全球大流行期间开发自己的冠状病毒检测基地和开放校园的工作。今年9月,她告诉大学官员,全国只有少数几所大学在进行自己的COVID-19检测。

2020年11月10日,州官员宣布,弗吉尼亚理工大学的COVID-19实验室被选为三个独家实验室网络二级实验室之一,以扩大弗吉尼亚州的病毒检测能力。根据最大的需求,要求实验室从州内任何卫生区接收样本。

这篇论文的第一作者是亚历山德罗·塞西(Alessandro Ceci),他是弗拉林生物医学研究所(Fralin Biomedical Research Institute)分子诊断实验室的分析师;卡门Muñoz-Ballester,弗拉林生物医学研究所助理教授Stefanie Robel实验室的博士后助理。

其他作者包括弗里德兰德;弗吉尼亚理工大学理学院(Virginia Tech's College of Science)统计学研究助理教授艾莉森·泰格(Allison Tegge);弗吉尼亚理工大学理学院(Virginia Tech's College of Science)地球科学副教授F. Marc Michel;弗拉林生物医学研究所(Fralin Biomedical Research Institute)前教授哈拉尔德·森海默(Harald Sontheimer);罗宾·乌曼斯(Robyn Umans),弗拉林生物医学研究所(Fralin Biomedical Research Institute) Sontheimer实验室的前博士后助理;弗拉林生物医学研究所(Fralin Biomedical research Institute)前研究科学家迪潘库马尔·帕特尔(Dipankumar Patel);特瓦里曾是弗拉林生物医学研究所(Fralin Biomedical research Institute)的研究助理教授;弗拉林生物医学研究所Sontheimer实验室的前研究生研究助理Oscar Alcoreza;以及弗拉林生物医学研究所(Fralin Biomedical research Institute)教授安东尼-塞缪尔·拉曼提亚(Anthony-Samuel LaMantia)实验室的研究助理教授托马斯·梅纳德(Thomas Maynard);以及伦敦医学科学研究所(MRC London Institute of Medical Sciences)的博士后研究科学家丹尼尔·马丁内斯-马丁内斯。

这篇论文是一份蓝图,可以帮助研究机构迅速采取行动,加强病毒检测协议,满足监管要求,并在发生另一场全球大流行时支持农村社区的检测。

Finkielstein说:“通过公开分享我们在开发和实施诊断测试方面的经验,我们希望激励其他学术实验室在未来出现传染病挑战时克服障碍,并为他们的社区提供帮助。”