LC-MS для выявления COVID-19. Специфика, информация о выборке

COVID-19 все еще является реальной проблемой, большой угрозой — возможно, гораздо большей, чем большинство других известных нам пандемий и эпидемий.

От мониторинга и выявления потенциально инфицированного пациента до обеспечения статуса «вылеченного» — аналитический процесс в значительной степени опирается на силу технологии. Полимеразная цепная реакция в реальном времени является самой надежной среди аналитических технологий и широко используется в большинстве стран мира при мониторинге пациентов, которые не имеют симптомов, проявляют их, либо были инфицированные COVID-19.

Существует несколько способов тестирования на COVID-19 – от изучения вирусных антигенов и нуклеиновых кислот до выявления специфических антител в образцах крови пациентов. Каждый из этих подходов к тестированию имеет свою предпочтительную аналитическую технологию. Например, тестирование на выявление вирусных антигенов, как правило, основано на иммуноанализе, который демонстрирует высокую чувствительность и быстрое время выполнения.

Однако благодаря значительно более высокой чувствительности по сравнению с иммуноанализами предпочтительным способом выявления COVID-19 стал метод ПЦР с обратной транскрипцией (ОТ-ПЦР). Данный метод также может воздействовать на вирусы, которые проявляют антигенные сдвиги.

Поскольку время выполнения ОТ-ПЦР аналогично иммуноанализу, эта технология стала самым популярным способом идентификации COVID-19. Альтернативой могут стать методы, которые демонстрируют равную или лучшую селективность, стабильность и пропускную способность при достижении аналогичной чувствительности.

Одна из недавних публикаций от доктора Ахилеша Пэнди (клиника Майо, Рочестер, Миннесота) в MedRxiv описывает уникальный подход к построению рабочего процесса по выявлению SARS-CoV-2 в клинических образцах с помощью точного масс-спектрометра с высоким разрешением (HRAM) Термо Scientific™ Orbitrap™ Exploris 480 Thermo Fisher, спектрометра подвижности ионов с асимметричной формой волны в сильном поле (FAIMS), а также масс-спектрометра для иммунологического обследования (MSIA).

Предметом научной работы стало изучение 363 остаточных образца, собранных в  носоглотках пациентов, с подходящими клиническими результатами, полученными с помощью ОТ-ПЦР. Исследования доктора Пандея включали LC-MS анализ инактивированного вируса SARS-CoV-2 и рекомбинантных вирусных белков при выявлении и селектировании критических белков и пептидов. После отбора оптимальные пептиды использовались для разработки анализа целевого мониторинга параллельных реакций (PRM) для характеристики и количественной оценки целевых пептидов.

Группа исследователей продолжила разработку целевых анализов с помощью автоматической ловушки антител Thermo Scientific™ MSIA™. Группа доктора Панди также использовала интерфейс Thermo Scientific™ FAIMS Pro™ (спектрометрия подвижности ионов с асимметричной формой волны в сильном поле) для дальнейшего повышения чувствительности выявления PRM в рабочем процессе. Оценка образцов мазков из носоглотки с помощью FAIM и без нее продемонстрировала значительно более высокое соотношение сигнал/шум (S/N) для выбранных пептидов с использованием FAIM. В отчете исследователей упоминалось о нескольких таких пептидах, полученных из образцов мазков из носоглотки, которые демонстрируют высокую вирусную нагрузку.

Результаты исследований доктора Панди, как и аналогичные исследования, которые проводятся по всему миру, не обязательно представляют LC-MS как конкурента или более совершенную технологию в сравнении с ОТ-ПЦР. Как LC-MS вписывается в парадигму тестирования COVID-19? LC-MS является превосходной ортогональной, дополняющей технологией, которая может быть использована для снижения давления на ОТ-ПЦР.

Кроме того, как указывает работа доктора Пандея, LC-MS демонстрирует максимальную  специфичность и чувствительность, а измерение белково-пептидных маркеров является стабильным анализом, который требует дополнительных мер предосторожности при хранении образцов. LC-MS является более приемлемой технологией для удовлетворения некоторых критических аналитических требований, особенно когда речь идет о чем-то столь же смертельном и угрожающем, как COVID-19.

«Переход на LC-MS может быть сложным», — зачастую можно услышать от исследователей с такими аргументами как а) отсутствие опыта у исследователей и б) дополнительного времени для проработки методики, а также в) высокая стоимость тестирования и необходимость привлечения дополнительных средств для покупки оборудования для LC-MS и т.д.

Однако сейчас настало время быть готовыми к решению одной из самых серьезных проблем — спасению человеческих жизней. Точный масс-спектрометр с высоким разрешением (LC-HRAM) может обеспечить повышенную точность полученных данных, что, в свою очередь, приводит к более эффективной диагностике, выявлению, лечению и профилактике COVID-19.