将病毒在室温下运输是一个改变游戏规则的举措。但是,当它们更喜欢寒冷时,我们如何阻止它们分解呢?
病毒不喜欢热。它们在保持在2-8°C(类似冰箱的温度)的冷却条件下保持稳定。但在笨重且昂贵的冷藏箱中运输临床样本存在缺点。在设施贫弱的偏远地区,冷却条件并不切实际。因此,科学家一直在研究如何在运输过程中保持病毒在室温下完好无损。这个想法是开发可以稳定病毒以供诊断和研究的运输介质。
什么因素使病毒在较温暖的温度下分解得更快?
病毒只是一种包裹在蛋白外壳内的遗传物质,可以是RNA或DNA。与活细胞不同,它们无法修复其结构或遗传编码的损伤。三个主要因素使病毒在温度升高时分解更快:
1,高温直接使病毒粒子不稳定,导致它们分解。
2,温度使核酸(如RNA和DNA)降解。例如,超过42°C时,DNA的双螺旋结构开始松开。
3,被称为核酸酶的酶在较高温度下工作更快,它们可以分解RNA和DNA。
这解释了为什么低温可以更长时间保存病毒。冷却生物样本实质上是将其内容放入慢动作,以保护脆弱的病毒。
阻止病毒感染运输工作者
在诊断病毒感染时,医生会从患者那里采集拭子或血样。然后,这些临床标本需要运送到实验室进行分析。但运输工作人员可能会感染活病毒颗粒。
因此,开发可以在采集点快速灭活病毒的运输介质具有重大优势。这消除了生物危险,使运输更加安全。灭活还可以在防止样本中的核酸降解的情况下在室温下进行运输。
保留病毒遗传物质的化学物质 已经测试了许多化学物质,以在寒冷条件之外保持病毒的RNA和DNA完好。有希望的方法使用化学物质:
●使核酸降解的蛋白质变性。
●结合并保护病毒的遗传物质。
●中和核酸酶酶。
例如,PrimeStore® MTM 包含的试剂可以在接触后在数秒内灭活病毒,同时在25°C下保存RNA长达30天。
室温运输的载体介质
除了杀死病毒的试剂外,运输介质还需要包含稳定的pH缓冲剂。以及保护蛋白质、盐或糖,以模拟细胞内环境。这在运输过程中保持任何病毒遗传物质的完整性。
已经测试了许多配方。一项研究比较了通用运输介质(UTM)和M4-RT介质对流感、RSV和其他病毒的影响。UTM在20°C下运输96小时后,仍然能够检测到病毒。
保持病毒完好的吸收物质
一些介质使用吸收性粉末来吸收有害的核酸酶并稳定病毒。木炭、膨润土和FTA过滤纸显示出潜力。膨润土形成盐,可以在室温下保护病毒外壳。使用膨润土的一种介质保存了柯萨奇病毒的感染能力长达21天。
FTA过滤纸在接触时灭活病毒。将禽流感RNA应用到FTA卡上后,5个月后仍然可以检测到。这些卡使样本采集变得简单 - 只需将其盖在样本上。
活细胞可以在运输过程中寄宿病毒
在运输装置内培养细胞单层为病毒颗粒提供了一个有生命的宿主。一个商业产品称为"The Transporter"采用了这种方法。它使用瓶中的人类细胞培养来保持单纯疱疹病毒适于诊断。与普通缓冲液相比,"The Transporter" 在室温运输后仍能提供92%的恢复率。
未来是室温和病毒灭活
冷链运输会导致诊断延误。并且在分析之前,活病毒会对感染构成威胁。新的运输介质在稳定核酸的同时能够灭活病毒,这是一项重大进展。它们提高了运输人员的安全性,并使从偏远地区进行更便宜的运送成为可能。
现在的重点是优化保护病毒RNA/DNA的试剂在寒冷条件之外的使用。吸收有害酶的吸收粉末显示出特别有潜力。经认证的在采集点处灭活病毒的方法也很有前景。结合这些方法可以使病毒检测样本的室温运输成为可行的选择,从而极大地提高了PCR诊断的可及性,从而改善全球卫生状况。
参考文献
Dsa OC, Kadni TS, N S. From cold chain to ambient temperature: transport of viral specimens- a review. Ann Med. 2023;55(2):2257711. doi: 10.1080/07853890.2023.2257711. Epub 2023 Sep 19. PMID: 37725901; PMCID: PMC10512818.
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