杂交捕获用于 SARS-CoV-2 病毒监测的优势

针对新型 SARS-CoV-2 (SCV-2) 菌株的诊断和疫苗依赖病毒基因组测序。研究人员倾向于采用成本效益高且高度敏感、基于扩增子的程序(例如 ARTIC)和杂交捕获测序(例如 SARS-CoV-2 NGS 检测),以选择性地靶向 SCV-2 基因组。为了证实杂交捕获用于病毒监测的优势,我们实施了预测建模,以评估 SCV-2 基因组中可能更容易发生突变的区域,而这些突变可能会影响扩增子测序期间多重 PCR 步骤中的引物效率。

我们分析了来自 GISAID 的关切变异株 (VOC) 和关注变异株 (VOI) 分离株的 383,656 个基因组序列,发现 101,432 种病毒 (27%) 在来自 ARTIC 引物 3' 端的最后 6 个碱基对中存在 ≥1 个错配。相比之下,只有 38 种病毒 (0.01%) 具有足够的突变 (≥10),预测对杂交捕获测序的影响相似。我们的方法鉴定了 4 个 ARTIC 引物过量突变的分离株,并生成了这些分离株的合成基因组,同时将 ARTIC 扩增子测序的性能与 Twist Bioscience 的 SARS-CoV-2 NGS 检测进行了比较。对于每个菌株,我们仅观察到扩增子文库测序覆盖度的下降,但未观察到杂交捕获的下降。我们还偶然观察到两个样本中 ARTIC 扩增子 72 丢失,因反向引物中反复出现的 1bp 错配引起。我们还使用不变参比对照品(Twist 合成 SARS-CoV-2 RNA 质控品 2)比较了丢失情况,发现杂交捕获测序了 99.5% 的碱基,覆盖度 ≥50 倍,而扩增子测序为 92.1%。

总体而言,我们的结果证实杂交捕获对基因组变异更具稳定性,并且导致的丢失事件更少。尽管扩增子测序为病毒监测提供了一个低成本平台,但也增加了测序丢失的成本,可能会导致病毒谱系分类错误。突变肯定会在 SCV-2 中积累,这进一步加剧了这种情况,更多引物失效只是时间问题。因此,我们建议将杂交捕获作为病毒监测的一种稳定、全面的解决方案。

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