未来的诺如病毒诊断工具的开发

  快速准确的检测技术的发展将有助于防止病毒传播并启动最佳治疗。逆转录-定量聚合酶链反应(RT-qPCR)等核酸分析技术的创新，以及酶联免疫吸附测定(ELISA)等基于免疫学应用的方法的发展，已经深刻地改变了病毒诊断。同样，基于质谱(MS)的蛋白质组学方法有望显着改善复杂病毒感染的诊断。然而，基于MS的分析尚未常规用于检测生物样品中的病毒。基于MS的分析实施缓慢的一个原因可能是，与核酸不同，蛋白质没有扩增方法，这使得高灵敏度分析系统的开发变得困难。然而，靶向蛋白质组学分析无疑具有一些优势。鉴于人类疱疹病毒的遗传和抗原多样性，RT-qPCR和免疫分析分别需要多个引物和抗体来区分不同的基因型。特别是，免疫测定不适合基因型分配。相比之下，靶向蛋白质组学分析通过MS分析仅测量特定肽可以分析多个靶标，从而能够在单次分析中对各种病毒进行基因分型。

  图1 从人体粪便样本中提取蛋白质的实验工作流程

  研究表明，使用12种独特的目标肽，开发了一种基于平行反应监测(PRM)的蛋白质组学测定，以在单个MS分析中检测并同时识别六种不同的NoV基因型。因此，人类粪便标本中的人类诺如病毒(HuNoV) VP1被成功检测和基因分型。这项研究[1]可能为构建新的检测系统来识别病毒提供有用的信息。为了使用PRM检测更好地识别各种病毒的类型和变体，有必要确定每种病毒特有的独特目标肽。然而，该检测可以很容易地扩展到多种病毒的多重面板，这弥补了当前诊断方法的局限性，有望成为未来的病毒诊断工具。因此，在未来，该技术可用于在对单个样本的单次分析中对由其他肠道病毒引起的多种病毒感染进行全面诊断。

  对于大多数基于MS的分析，从高浓度到低浓度，检测的典型动态范围为四至六个数量级。因此，在没有预分离或免疫耗竭步骤的情况下，检测生物样本中的低丰度蛋白质是一个挑战。在通过MS分析的粪便样本中，宿主或微生物群来源的蛋白质会影响病毒蛋白质的鉴定。因此，研究表明，从感染HuNoV的患者粪便标本中采集了PBS悬浮物质，从而降低了复杂性并提高了检测效率。然而，对相同样本的DDA-MS分析显示，蛋白质组来自宿主和微生物群。检测到粪便中300多种人和细菌菌群蛋白。这些发现可能为了解急性病毒性胃肠炎患者的肠道环境提供有用信息。通过MS进行的蛋白质组分析不需要扩增或培养病毒基因组，因此可以直接反映病毒感染患者的临床实际情况。

  因此，粪便蛋白质组学分析可能是改进急性胃肠炎治疗算法和病毒诊断的有力工具。

  研究表明，PRM试验可用作急性胃肠炎中HuNoV的常规诊断，目前该方法还存在局限性。其中一个局限性是缺乏对病毒阳性和健康个体的多个临床样本的验证。与健康对照受试者相比，需要对更大的患者样本数量进行进一步研究，以评估检测病毒蛋白的PRM分析法的质量。还需要进一步优化粪便样本的蛋白质制备方法，以提高检测灵敏度并减少处理时间。此外，此诊断方法需要一台高度灵敏且维护良好的质谱仪，能够处理极少量的病毒蛋白表达。

  Kimura等发现一种PRM测定结合高分辨率质谱仪的HuNoV检测系统。PRM检测可以识别基因型HuNoV，因为它可以检测某些基因型中VP1的独特目标肽。在该技术可用于综合诊断多种病毒感染并改进急性胃肠炎的治疗算法之前，还需要进一步的技术发展。

  参考文献:

  [1] Kimura Y, Shin J, Nakai Y, Takahashi M, Ino Y, Akiyama T, Goto K, Nagata N, Yamaoka Y, Miyakawa K, Kimura H, Ryo A. Development of Parallel Reaction Monitoring Mass Spectrometry Assay for the Detection of Human Norovirus Major Capsid Protein. Viruses. 2022 Jun 28;14(7):1416.