1 中南大学湘雅医院感染控制中心, 长沙 410083
2 长沙医学院基础医学院, 长沙 410200
3 湖南省重点实验室, 湖南大学生物学院, 长沙 410082
冠状病毒(CoV)属于套式病毒目冠状病毒科, 为有包膜的单股正链RNA病毒, 基因组约27～32 kb。近年来, 冠状病毒对人类的生命健康造成了巨大的威胁, 如2002年出现的严重急性呼吸综合征冠状病毒(SARS-CoV)以及2012年出现的中东呼吸系统综合征冠状病毒(MERS-CoV), 特别是2019年出现并流行至今的严重急性呼吸综合征冠状病毒2(SARS-CoV-2), 其在全世界范围内暴发, 严重危害了人类健康和社会秩序, 引发了人们的高度关注。迄今为止, SARS-CoV-2已经演化出了多个变体, 且仍处于不断变异中。目前流行株型以Omicron为主, 同时伴有其他多个变异型。当前我国新冠疫情防控已进入“乙类乙管”常态化防控阶段, SARS-CoV-2依然是未来一段时间内重要的公共卫生问题之一。本综述总结了SARS-CoV-2 Omicron主要株型的关键突变以及其与病毒传染致病、免疫逃逸等特性的关系, 为了解SARS-CoV-2演化传播、流行现状等提供了参考。
S蛋白 变异 感染致病 免疫逃逸 SARS-CoV-2 SARS-CoV-2 S protein variation infection and disease immune escape
Author Affiliations
Abstract
1 State Key Laboratory of Luminescence and Applications, Changchun Institute of Optics, Fine Mechanics and Physics, Chinese Academy of Sciences, Changchun 130033, China
2 Center of Materials Science and Optoelectronics Engineering, University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
3 State Key Laboratory of Virology, College of Life Sciences, Wuhan University, Wuhan 430072, China
4 Institute for Vaccine Research, Animal Biosafety Level 3 Laboratory, Wuhan University, Wuhan 430072, China
Efficient and eco-friendly disinfection of air-borne human respiratory RNA viruses is pursued in both public environment and portable usage. The AlGaN-based deep ultraviolet (DUV) light-emission diode (LED) has high practical potentials because of its advantages of variable wavelength, rapid sterilization, environmental protection, and miniaturization. Therefore, whether the emission wavelength has effects on the disinfection as well as whether the device is feasible to sterilize various respiratory RNA viruses under portable conditions is crucial. Here, we fabricate AlGaN-based DUV LEDs with different wavelength on high-temperature-annealed (HTA) AlN/Sapphire templates and investigate the inactivation effects for several respiratory RNA viruses. The AlN/AlGaN superlattices are employed between the template and upper n-AlGaN to release the strong compressive stress (SCS), improving the crystal quality and interface roughness. DUV LEDs with the wavelength of 256, 265, and 278 nm, corresponding to the light output power of 6.8, 9.6, and 12.5 mW, are realized, among which the 256 nm-LED shows the most potent inactivation effect in human respiratory RNA viruses, including SARS-CoV-2, influenza A virus (IAV), and human parainfluenza virus (HPIV), at a similar light power density (LPD) of ~0.8 mW/cm2 for 10 s. These results will contribute to the advanced DUV LED application of disinfecting viruses with high potency and broad spectrum in a portable and eco-friendly use.
AlGaN DUV LED superlattice SARS-CoV-2 influenza A virus Opto-Electronic Advances
2023, 6(9): 230004
1 1.合肥工业大学 工业与装备技术研究院, 合肥 230009
2 2.合肥工业大学 资源与环境工程学院, 合肥 230009
3 3.合肥工业大学 材料科学与工程学院, 合肥 230009
4 4.上海交通大学医学院附属仁济医院 上海市肿瘤研究所 癌基因与相关基因国家重点实验室, 上海 200032
新冠疫情暴发对全球公共卫生构成了巨大威胁, 病毒的快速、准确诊断对新冠疫情防控具有至关重要的作用。近年来, 以纳米材料为基础的电化学传感技术在快速、高灵敏度/高特异性分子诊断方面显示出巨大的潜力。本文简要介绍了新型冠状病毒（SARS-CoV-2）的结构特征及常规检测方法, 总结了电化学生物检测相关传感特点和机制。在此基础上, 详细评述了金纳米材料、氧化物纳米材料、碳基纳米材料等为基础的电化学传感器用于快速、准确检测新冠病毒的研究进展。最后, 展望了基于电化学传感技术在未来生物分子诊断中的应用。
SARS-CoV-2 电化学生物传感器 纳米材料 快速诊断 综述 SARS-CoV-2 electrochemical biosensor nanomaterial rapid detection review
1 1.中国科学院 上海硅酸盐研究所, 高性能陶瓷与超微结构国家重点实验室, 上海 200050
2 2.中国科学院大学 材料科学与光电技术学院, 北京 100049
3 3.上海交通大学 医学院附属仁济医院, 上海市肿瘤研究所 癌基因与相关基因国家重点实验室, 上海 200032
4 4.上海市疾病预防控制中心, 上海 200336
新型冠状病毒肺炎(Corona Virus Disease 2019, COVID-19)疫情大流行引起全球对此重大突发公共卫生事件的高度关注。新型冠状病毒(SARS-CoV-2)经过多次突变, 出现传染速度加快、免疫逃逸、隐匿性传播等特性, 令防控形势至今仍异常严峻。对患者的早发现、早隔离仍然是目前最有效的防控措施。因此, 迫切需要快速、高灵敏的检测手段来甄别此病毒, 以便及早识别感染者。本文简要介绍了SARS-CoV-2的一般特征, 并针对核酸、抗体、抗原及病原体作为检测靶标的不同检测手段及最新进展进行分类概述; 对一些光学、电学、磁学以及可视化的新型纳米传感器在SARS-CoV-2检测技术上的应用进行了分析。鉴于纳米技术的应用在提高检测灵敏度、特异性以及准确率上具有优势, 本文详细介绍了新型纳米传感器在SARS-CoV-2检测中的研究进展, 包括表面增强拉曼基生物传感器、电化学生物传感器、磁纳米生物传感器以及比色生物传感器等, 并探讨了纳米材料在新型生物传感器构建中的作用和挑战, 为纳米材料研究人员开发各种类型的冠状病毒传感技术提供思路。
SARS-CoV-2 检测方法 核酸 抗体 抗原 纳米材料 生物传感器 综述 SARS-CoV-2 detection method nucleic acid antibody antigen nanomaterial biosensor review
1 太原科技大学, 山西省精密测量与在线检测装备工程研究中心, 应用科学学院, 山西 太原 030024
2 山西瑞豪生物科技有限公司, 山西 太原 030025
目前, 核酸检测已成为了我国新型冠状病毒感染确诊的“金标准”, 然而核酸检测在检测过程中受到病程、 标本采集、 检测过程、 检测试剂等因素的影响, 容易出现检测结果“假阴性”而漏诊的情况。 检测血清中的新型冠状病毒特异性IgM和IgG抗体已作为新冠病毒检测的辅助手段, 可以用来弥补核酸检测的“假阴性”短板, 提高检测阳性率。 论文介绍了一种成本低的便携式新冠IgM和IgG抗体定量检测仪。 检测仪由CPU信号处理模块、 光源驱动模块、 多光谱探测模块、 电源模块、 显示存储和通信模块等组成。 采用荧光免疫层析技术使待测样本中的IgM和IgG抗体与量子点相结合, 并将其截留在试纸条的T线。 方波调制后的光源驱动模块驱动紫外LED, 其出射紫外光通过一种屋脊形的光学系统垂直照射在免疫荧光层析试纸条的T线和C线上, 量子点标记物被光源激发辐射出红色荧光, 红色荧光透过窄带滤光片后被多光谱探测模块所捕获； 多光谱信号在CPU中进行FFT变换得到其频谱特征量, 利用信号波段和参考波段的特征量的比值进行归一化处理消除背景和环境干扰信号计算得到荧光强度, 根据标定系数, 从而确定IgM和IgG抗体的含量。 最终检测结果显示到UI界面上同时上传到服务器数据库中, 可通过计算机端进行远程查询实现数据共享和信息化管理。 采用正常人血清样本作为测量试剂, 进行了重复性实验, 实验表明, CV值在0～8.30%之间, 其中T线的CV值仅为3.45%。 将含有IgG与IgM抗体的溶液, 利用梯度稀释法得到一系列不同质量浓度的样品溶液进行线性度实验, 采用线性度最小二乘法对检测结果进行曲线拟合, 拟合系数为0.997 5。 最后, 通过新冠疫苗血清抗体检测的实验表明, 检测仪的阳性检出率为75%。 该检测仪结构精巧、 功耗低、 操作简便、 性能良好, 可作为辅助手段有效提高新型冠状病毒感染的阳性检出率。
新型冠状病毒 多光谱探测 光谱分析 量子点 抗体定量检测 SARS-Cov-2 Multi-spectral detection Spectral analysis Quantum dots Antibody quantitative detection 光谱学与光谱分析
2023, 43(4): 1012
强激光与粒子束
2021, 33(11): 119001
1 青田县疾控中心, 青田 323900
2 青岛华大基因研究院, 青岛 266555
3 湖州市中心医院, 湖州 313000
4 深圳国家基因库, 深圳 518083
5 丽水市疾控中心, 丽水 323000
6 丽水市中心医院, 丽水 323000
为了进一步准确筛查、鉴定新型冠状病毒SARS-CoV-2, 寻找可能与传播能力和症状强弱相关的变异位点, 对12例意大利和西班牙国外输入浙江省的病例和7例国内病例引起的新冠肺炎临床标本进行了高通量宏转录组(metatranscriptomic)测序和基于杂交捕获的病毒基因组测序。结果表明, 与宏转录组测序相比, 捕获测序样本具有一致的准确突变检测结果, 且所需数据量仅为宏转录组测序的1/10或更少, 是一种更适合于低病毒载量样本的检测方法。SARS-CoV-2参考基因组(EPI_ISL_402119)突变分析表明, 国内样本大部分都是ORF8:L84S突变株, 国外样本主要是S:D614G突变株, 其余样本在病毒基因ORF1a发现2种突变型, 分别是ORF1a:C409S和ORF1a:P1207H。变异分析表明, 在中国及意大利的新型冠状病毒肺炎患者中检测到的SARS-CoV-2病毒基因组均存在不一样的变异类群。同时, 样本间检测具有差异的单核苷酸变异(SNVs), 表明了SARS-CoV-2病毒变异的多态性。对同一宿主体内的全部病毒测序数据进行宿主内单核苷酸变异(iSNVs)分析表明, F06和F11体内病毒基因区的单核苷酸变异与来自同一家意大利餐厅的其他5个病例样本的SNVs突变结果意外一致, 表明同一患者中可能存在重复感染。
基因组 变异 捕获测序 SARS-CoV-2 SARS-CoV-2 genomes variation capture sequencing
医学病毒学湖南省重点实验室, 湖南大学生物学院, 长沙 410082
新型冠状病毒严重急性呼吸综合征冠状病毒2(SARS-CoV-2)感染引发的新型冠状病毒肺炎(COVID-19)疫情在全球持续流行, 疫苗的研发和推广使用是阻止新冠疫情的关键手段。SARS-CoV-2核衣壳蛋白(NP)作为病毒的主要结构蛋白, 是疫苗开发的潜在候选靶点。鞭毛素B(FlaB)可作为免疫佐剂, 增强抗原的免疫原性。本研究对NP和NP-FlaB融合蛋白的免疫原性开展了研究, 利用大肠杆菌表达系统分别表达纯化了NP、NP-FlaB融合蛋白, 将抗原通过皮下或鼻内途径免疫BALB/c小鼠, 分析血清中NP特异性免疫球蛋白G(IgG)、黏膜中NP特异性免疫球蛋白A(IgA)和NP特异性细胞因子分泌的T细胞应答。结果表明: 一次皮下免疫NP或NP-FlaB融合蛋白足以引起抗NP的血清IgG抗体反应, 能有效诱导分泌白细胞介素4(IL-4)的NP特异性效应T细胞, 但NP和NP-FlaB融合蛋白组别之间无显著性差异; 鼻内途径免疫下, NP-FlaB融合蛋白免疫组血清中NP特异性IgG抗体滴度和肺内黏膜IgA抗体滴度显著高于NP组。整体结果显示, SARS-CoV-2 NP和NP-FlaB融合蛋白具有很强的免疫原性, NP-FlaB融合蛋白能引起黏膜免疫应答, 两者均可作为SARS-CoV-2疫苗的候选蛋白。SARS-CoV-2 NP及NP-FlaB融合蛋白的免疫原性的探究为后续新冠病毒NP疫苗开发提供了新的思路和参考。
免疫原性 黏膜免疫 亚单位疫苗 NP NP SARS-CoV-2 SARS-CoV-2 immunogenicity mucosal immunity subunit vaccine
Author Affiliations
Abstract
1 Department of Dentistry, New Vision University 1a Evgeni Mikeladze Street, Tbilisi 0159, Georgia
2 School of Dentistry, University of California Los Angeles, 10833 Le Conte CHS – Box 951668, Los Angeles, CA 90095, USA
3 School of Dentistry Shiraz University of Medical Sciences Zand Street, P.O. Box: 71348-14336, Shiraz, Iran
4 School of Dentistry Tehran University of Medical Sciences North Karegar Street P.O. Box: 14395-433, Tehran, Iran
5 Blood Transfusion Research Center High Institute for Research & Education in Transfusion Medicine, Tehran, Iran
The current pandemic SARS-CoV-2 (also known as 2019-nCoV and COVID-19) viral infection is growing globally and has created a disastrous situation all over the world. One of the biggest challenges is that no drugs are available to treat this life-threatening disease. As no drugs are available for definitive treatment of this disease and the mortality rate is very high, there is an utmost need to cure the infection using novel technologies. This study will point out some new antimicrobial technologies that have great potentials for eradicating and preventing emerging infections. They can be considered as treatments of choice for viral infections in the future.
SARS-CoV-2 COVID-19 light therapy photodynamic therapy photocatalysis ARDS Journal of Innovative Optical Health Sciences
2021, 14(3): 2130002
强激光与粒子束
2020, 32(6): 069001
