네이쳐 2월 19일 코로나바이러스 관련 특렬 기사

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네이텨 2월 19일 코로나바이러스  타입 19 관련 기사

 

박종화 번역/감수

 

전세계 의료계는 중국에서 등장한 새로운 인간 코로나 바이러스 19번에 대한 빠르고 신뢰할 수있는 분자 진단 테스트를 개발하기 위해 노력하고있다.

현재는 급성 호흡기 증후군 코로나 바이러스 -2 (SARS-CoV-2)라고 불린다.


코로나 바이러스는 현미경으로 볼 때 캡시드(capsid)를 둘러싼 분자돌기가 왕관 모양과 유사하기 때문에 그렇게 불린다.

현재 여러 연구 그룹이 바이러스를 동정/식별하고 시퀀싱(해독)하기 위해 2020년 1월 2월 몇 주 동안

공개된 데이터베이스에서 여러 바이러스 게놈을 공유하기위한 노력을 많이 하고 있다.

2020년 2 월 18 일 현지 자정 기준으로 중국 전역에 74,185 명이 감염된 것으로보고되고,

각국 당국은 감염을 정확하게 진단하고 문서화하려고 노력함에 따라 신속하고 안정적인 진단의 필요성이

증가하고 있다. 많은 병원이 정밀하고 정확하며 민감한 SARS-CoV-2 테스트를 여전히 사용 할 수 없었지만 지난

몇 주 만에 놀라운 진전이있었다. 이와 반대로 지난 2002-2003 SARS 발생 원인인 코로나 바이러스에 대한

분석을 확인하고 확립하는 데 거의 6 개월이 걸렸습니다.

원인을 알수없는 폐렴 사례 군이 역학적으로 중국 우한의 해산물 및 습식 동물 도매 식품 시장과 연관이 된 후

세 단체는 끊임없이 원인균을 식별하기 위해 노력했다. 먼저 상하이, 우한, 베이징 및 시드니의 연구원들은

시장에서 일한 한 환자의 샘플에서 이전에 알려지지 않은 코로나 바이러스를 식별하기 위해

metagenomic RNA 시퀀싱을 사용했다. 이 팀은 1 월 10 일 공개적으로 이용 가능한 GenBank 서열 DB에 corona virus

게놈 서열 초안을 기탁했다. 현재 버전은 1 월 17 일에 기탁된 것이다.

거의 동시에, 중국 질병 통제 예방 센터 (CDC)에 의해 파견 된 신속한 대응팀은 3 명의 환자의 기관지 폐포

세척액으로부터 새로운 코로나 바이러스를 분리하여 배양했다고보고했다. 전자 현미경 관찰은 전형적인

코로나 바이러스 형태임을 밝혀냈다; 가벼운 현미경 검사 결과 인간의기도 상피 세포에 세포 변화 

효과가 있음이 증명되었다. 게놈 시퀀싱결과 이 바이러스가 박쥐에서 발견 된 알려진 SARS- 유사 코로나

바이러스와 85 % 이상의 서열 동일성을 공유하는 것으로 밝혀졌다.

1 월 12 일,이 그룹은 개방형 공개 데이터베이스 Global Initiative on GINFID (Global Initiative on All Influenza Data)에

3 개의 게놈 서열을 추가로 기탁했다.

우한과 베이징에 위치한 세 번째 과학자 그룹은 중증 폐렴 환자 5 명에서 같은 바이러스를 확인하고

특징을 규명하고 GISAID로 5 개 이상의 게놈을 기탁했다. 그들은 또한 바이러스가 2002-2003 발발을

일으킨 균주 인 SARS-CoV와 마찬가지로 안지오텐신 전환 효소 II (ACE2)를 사용하여 숙주

세포로 들어가는 것을 보여 주었다.

SARS-CoV-2 (이전의 2019-nCoV)에 대한 상용 테스트가없는 경우 전 세계 공중 보건 실험실을

지원하기 위해 폴리머 라제 연쇄 반응 (PCR) 테스트를위한 프라이머를 설계하기 위해 여러 국제

그룹이 서열 데이터를 사용하고 있다. 베를린 샤리 테 대학교 병원 바이러스 연구소의

Christian Drosten 연구소는 유럽과 홍콩의 학술 협력자들과 함께 1 월 23 일에 실시간 PCR (RT-PCR)

진단 테스트 및 워크 플로우에 대한 세부 정보를 발표했다. SARS-CoV-2를 감지하여 SARS-CoV와 구별한다.

이 그룹은 SARS-CoV-2 단리 물 또는 환자 샘플이없는 상태에서 테스트를 확인했지만 다양한

다른 호흡기 감염 환자의 297 개의 임상 샘플에 대한 특이성을 확인했다. 이는 세계 보건기구 (WHO)가

최근 몇 주 동안 전 세계 159 개 실험실로 파견 한 250,000 개 키트의 출하 기반을 형성했다.

한편, 홍콩 대학교의 한 그룹은 GenBank에 기탁 된 첫 번째 서열에 기초하여 오픈 리딩 프레임 1b (ORF1b)와

바이러스 게놈의 N 영역 둘 다를 대상으로하는 2 단계의 1 단계 정량적 RT 역전사 PCR 테스트를 개발했다.

이 두 테스트는 SARS-CoV-2에 감염된 환자로부터 얻은 두 개의 임상 표본을 사용하여 검증되었다.

이 테스트는 인간과 동물에서 SARS-CoV-2의 유전 적 다양성에 대한 데이터가 부족한 경우 SARS-CoV-2가

속하는 sarbecovirus subgenus에서 여러 바이러스를 식별하도록 명시 적으로 설계되었다.

다른 사비코 바이러스는 인간에게 전염되지 않는 것으로 알려져 있기 때문에, 대상체가 SARS-CoV-2 또는

관련 동물 바이러스에 감염된 것을 확인하는 것으로 테스트를 사용할 수 있다. N 유전자 분석은

스크리닝 테스트로 권장되고 ORF1b 테스트는 확인 테스트로 권장된다. 진단 알고리즘은 2012 년

사우디 아라비아에서 처음으로 확인 된 중동 호흡기 증후군 (MERS) 코로나 바이러스에 대한 알고리즘과 유사다.

홍콩 대학교 공중 보건 대학의 레오 푼 (Leo Poon) 교수는“우리는 기본적으로 같은 전략을 채택하려했다." 라고 말하며

그의 연구팀은 WHO 및 아시아, 아프리카, 중동 및 남미 지역의 30 개 이상의 실험실과 테스트 세부 사항 (경우에 따라 시약)을 공유했다.

 

PCR 테스트는 올바르게 사용되면 매우 민감하다. Poon 교수는 “우리는 현재 각 반응 당 10개를 할수있는 민감도를 가지고 있습니다.

그러나 감염된 환자에서 바이러스를 탐지하지 못하는 잘못된 부분은 처리량이 많은 환경에서 중요한 문제가 될 수 있습니다.

테스트의 올바른 작동이 중요한데, SARS-CoV-2 바이러스가 밖으로 터저서 나오는 동역학 연구에 대해서는 아직 잘 모르고,

여전히 불확실성이 있으므로 테스트을 언제 하는가가  결과에 영향을 줄 수 있습니다.

또한 어떤 유형의 임상 표본이 최적인지 여전히 불분명합니다" 라고 말한다.

 

중국 질병 통제 예방 센터에서 배포 한 형광 기반 RT-PCR 키트의 성능을 평가 한 Wuhan의 한 최근 연구에

따르면 비 인두 면봉은 가래 샘플보다 더 큰 일관성을 제공한다.

미국의 CDC (질병 통제 및 예방 센터)는 미국 식품의 약국 (FDA)으로부터 응급 사용 허가를받은 후

미국 50 개 주와 30 개 국가에 자체 PCR 테스트를 실시했다. 그러나 2월 4일날, 주 시험소는 세

부분으로 구성된 분석의 한 가지 요소로 품질 문제를 발견했다. 이를 두고, 베를린 테스트 개발에

참여한 네덜란드 로테르담에있는 에라스무스 메디컬 센터 (Erasmus Medical Center)의 바이러스 과학 책임자인

마리온 쿠프만 박사는 “빨리 일을 하다보면, 그런 문제가 생길수 있다"라고 평했다.

이 초기 실험실 테스트에서는 시간이 걸린다. 상용 제품 및 키트가 대규모로 제공되기 전에

공중 보건 당국에 진단 도구를 제공한다 (표 1).

중국의 심천에 위치한 게놈 시퀀싱 회사 인 BGI Group은 이미 상용 테스트를 실시하고있다.

1 월 말까지 이미 중국 전역에 50,000 개가 넘는 테스트 키트를 배포했다. 2 월 5 일 우한에 하루

10,000 개의 시료를 처리 할 수있는 비상 테스트 실험실을 개설했다. 다른 회사들은 테스트를

더 느리게 개발하고 있지만 초기 출시는 임박했다. 모두가 실험실 또는 공중 보건 당국이 지정한

프라이머( primer) 설계 및 프로토콜에 의존하는 것은 아니다. 독일 Altona Diagnostics의 Hamburg의

마케팅 책임자 인 Stephan Ölschläger는“우리는 이러한 테스트가 우리에게 적합하지 않다는 결론에 도달했다.

이 회사는 자체 분석 플랫폼을 보유하고 있으며 계보 B 베타 코로나 바이러스의 E 유전자와

SARS-CoV-2에 특정한 S 유전자 영역을 대상으로하는 두 부분으로 구성된 테스트를 개발하고 있다.

 


표 1 | SARS-COV-2를위한 선별 된 진단 테스트 표


개발자     테스트    기술     현재 상태 의   순서

중국 국가 바이러스 성 질병 통제 및 예방 연구소

새로운 코로나 바이러스 핵산 분석

RT-PCR로 새로운 코로나 바이러스를 탐지하기위한 프라이머 및 프로브

중국에서 널리 분포

 

미국 질병 통제 예방 센터 (CDC)

CDC 2019-nCoV 실시간 역전사 효소 PCR 진단 패널

SDS 1.4 소프트웨어가 적용된 Applied Biosystems 7500 Fast Dx RT-PCR 기기에서 실행되는 PCR 테스트

2 월 4 일 FDA가 승인 한 비상 사용 허가 (EUA)

 

홍콩 대학교

실시간 역전사 효소 PCR 분석

sarbecovirus subgenus의 N 유전자와 ORF1b에 대한 2 개의 단일 단계 정량적 RT 역전사 PCR 분석

WHO 및 전 세계 30 개 이상의 연구소에 참조 테스트 제공

 

Amoy Diagnostics (중국 샤먼)

코로나 바이러스 유전자 검출 키트

PCR 기반 빠른 탐지 키트

중국 국가 의료 제품 관리국으로부터 긴급 승인 받기

 

Altona Diagnostics (독일 함부르크)

실시간 PCR 분석

호흡기 샘플에서 코로나 바이러스 RNA의 빠른 탐지

개발 중; 2 월 말 배송 예정

 

BGI 그룹 (베이징)

2019-nCoV 감지를위한 실시간 형광 RT-PCR 키트

몇 시간 내에 테스트 결과 제공

중국 국가 의료 제품 관리국에 의해 긴급 승인

 

BGI 그룹

조합형 프로브 앵커 합성법을 사용한 2019-nCoV 핵산 검출 키트

새로운 코로나 바이러스 돌연변이 모니터링을위한 Metagenomic 시퀀싱 키트

중국 국가 의료 제품 관리국에 의해 긴급 승인

 

홍콩 과학 기술 대학교

Shenzhen Shineway Technology에 기반한 현장 빠른 분자 진단 시스템

테스트 샘플의 빠른 가열 및 처리를 위해 실리콘 기반 마이크로 히터 모듈을 사용하는 통합 된 미세 유체 PCR 테스트; 40 분 안에 테스트 결과 제공

플랫폼은 유럽 연합 CE 승인

 

Novacyt, Primerdesign

소설 코로나 바이러스 균주 2019-nCoV

휴대용 genesig16 RT-PCR 기기에서 실행됩니다. 2 시간 이내에 테스트 결과 제공

CE 마크 연구 전용 테스트가 2 월 17 일에 시작되었습니다. FDA EUA를 찾고

 

Thermo Fisher Scientific

TaqMan 2019-nCoV 분석 키트

Applied Biosystems 7500 RT-PCR 시스템에서 실행되는 실험실 PCR 테스트; 초기 44 SARS-CoV-2 게놈에서 발견 된 서열을 식별

연구 전용

 

키아 겐 (독일 힐덴)

QIAstat-Dx 호흡기 2019-nCoV 패널

21 개의 호흡기 병원체의 통합 된 시료 준비 및 RT-PCR 검출; 분석 카트리지로 전달되고 데스크탑 QIAstat-Dx 분석기에서 분석 된 샘플 및 시약; 1 시간 안에 결과 제공

중국과 유럽에서 임상 성능 평가를 위해 2 월 11 일에 배송 된 COVID-19 테스트를 포함한 프로토 타입 패널

생체

Biomeme COVID-19 이동 스트립

Biomeme의 모바일 핸드 헬드 정량 PCR 장치에서 실행되는 통합 샘플 준비 및 RNA 검출 테스트