Måling af COVID-tests følsomhed med nyt materiale fra NIST

Forskere ved National Institute of Standards and Technology (NIST) har produceret syntetiske genfragmenter fra SARS-CoV-2, virus, der forårsager COVID-19. Dette materiale, som er ikke-infektiøs og sikker at håndtere, kan hjælpe producenter med at producere mere nøjagtige og pålidelige diagnostiske tests for sygdommen.

Tests for en aktiv infektion - i modsætning til antistoftest, der indikerer en tidligere infektion - virker ved at detektere virussens gener på en næsepodning. Men et negativt resultat betyder ikke nødvendigvis, at en person er sygdomsfri. Det kan være, at mængden af ​​virus er for lav til, at testen kan opdage, hvilket især er muligt i de første dage efter fangst af virussen.

"At have bedre data om testfølsomhed vil hjælpe os med at forstå, hvor ofte tests for COVID-19 giver et negativt resultat for personer, der faktisk er inficerede, " sagde NIST-forsker Megan Cleveland.

For at hjælpe med dette, Cleveland og hendes kolleger på NIST har produceret syntetiske fragmenter af virusets gener, som er skrevet i RNA, et molekyle, der koder for information meget ligesom DNA.

Syntetisering af RNA er ikke nyt eller banebrydende. Det, der gør dette materiale bemærkelsesværdigt, er, at NIST-forskere har målt meget omhyggeligt, hvor mange fragmenter der er i hvert hætteglas, de sender.

Ved at bruge dette materiale, forskere kan måle følsomhed ved at køre tests mod kendte mængder af viralt RNA. De kan også bruge det til at udvikle mere følsomme tests eller nye typer test, der er hurtigere eller nemmere at administrere.

SARS-CoV-2-genomet er cirka 30, 000 basepar lange. De syntetiske RNA-fragmenter fra NIST er hver omkring 4, 000 basepar lange, som vist her:

NIST-forskere valgte at syntetisere disse særlige fragmenter, fordi de indeholder de RNA-sekvenser, der er målrettet af et stort antal diagnostiske tests, inklusive dem, der er designet af CDC.

Disse RNA-fragmenter fordeles af NIST i små hætteglas pakket i tøris, sammen med et datablad, der viser koncentrationen af ​​fragmenterne i opløsningen. Opløsningen indeholder omkring 1 million kopier pr. mikroliter, eller en milliontedel af en liter (en dråbe vand indeholder ca. 20 mikroliter). NIST målte denne koncentration flere gange ved hjælp af en teknik kaldet digital PCR, eller dPCR, som tæller antallet af individuelle DNA-fragmenter i et volumen væske.

Forskere kan bruge RNA-fragmenterne fra NIST til at måle følsomheden af ​​coronavirus-tests. At gøre det, de ville bruge den koncentrerede opløsning fra NIST til at skabe en række stadigt mere fortyndede prøver. De ville derefter køre hver af disse fortyndinger gennem deres test for at finde den laveste koncentration af RNA-fragmenter, der stadig giver et positivt resultat.

Ud over at måle følsomhed, forskere kan også bruge det syntetiske RNA fra NIST til at udvikle mere følsomme tests eller nye former for tests. For eksempel, nyere forskning har vist, at det måske er muligt at spore spredningen af ​​COVID-19 i en by ved at teste kommunalt spildevand. Materialet fra NIST kan hjælpe forskere med at sikre, at de pålideligt kan detektere meget lave koncentrationer af virus i millioner af gallons spildevand.

NIST frigiver dette syntetiske RNA som et "testmateriale af forskningskvalitet, " selvom NIST-forskere planlægger at videreudvikle det til den type standardreferencemateriale (SRM), som NIST er kendt for. NIST leverer dette materiale uden omkostninger for forskere, testproducenter og testlaboratorier. Teknisk information og instruktioner til at anmode om materialet er tilgængelige på NIST's hjemmeside.

Genetiske forsyningsvirksomheder syntetiserer også dele af virussens RNA, men det, der adskiller NIST-materialet, er mængden af ​​data, der følger med det. Detaljerede oplysninger om, hvordan NIST-forskere syntetiserede fragmenterne og målte deres koncentration, er tilgængelig i et online vejledningsark. Yderligere Information, herunder rådata og statistiske analyser af koncentrationsmålingerne, er tilgængelig på en GitHub-side. NIST leverer disse data som en del af sin mission, som landets målelaboratorium, at fremme målevidenskaben.

"Måling af følsomhed er en vigtig del af testudvikling, sagde Peter Vallone, NIST-forskeren, der overvågede udviklingen af ​​det nye materiale. "Og vi vil sikre os, at folk har de materialer og informationer, de har brug for for at lave de mest nøjagtige målinger som muligt."