亲历 | 瑞典新冠检测和研究@ESHG 2020

受疫情影响，今年的第53届欧洲人类遗传学大会（ESHG 2020）在线上举行。来自瑞典卡罗琳卡医学院新冠多组学检测实验室Lars Engstrand教授，特别分享了他和他的团队参与瑞典新冠检测和研究的经历。下面，让我们以Engstrand教授的第一视角对此进行回顾。

We started collaboration with MGI at the beginning of April and lab was established a couple of weeks ago. In last 4 weeks, we turned our microbiome lab into a high throughput COVID-19 test lab in Stockholm. And as I said, it is urgent to increase the test and its capacity. We need this for epidemiology and tracking mutations.

——Lars Engstrand

抗击新冠，CTMR在行动

面对疫情带来的冲击，我们迫切需要提高瑞典的新冠检测的能力。为此，在2020年4月初，我们在瑞典卡罗林斯卡医学院转化微生物组研究中心（Centre for Translational Microbiome Research ，简称CTMR），与华大智造联合共建万人级别新冠检测和多组学研究实验室，以满足对此展开流行病学跟踪和科学研究的需要。目前，CTMR也是现瑞典国家疫情中心（National Pandemic Center of Sweden）。

针对新冠病毒，在CTMR除了常规的RT-PCR检测方法之外，我们特别搭建了高通量测序平台（DNBSEQ-G400）和超高通量测序平台（DNBSEQ-T7），同时兼具病毒检测与科学研究两种用途，能够更全面、更及时地监测未知病原和突发疫情。

日检万例，高通量和自动化同等重要

首先，面对大规模样本的RT-PCR检测需要，依托高通量自动化病毒核酸提取设备，能够大幅减少人工操作，提升大规模样本检测速度。目前，CTMR配备了10台华大智造MGISP-960，满足日检万例样本的需要。

其次，面对大规模样本的高通量病毒基因组测序需要，依托超高通量测序平台DNBSEQ-T7和高通量测序平台DNBSEQ-400，针对特定检测目的，采用鸟枪法测序（宏基因组学）或多重PCR扩增子测序(华大智造定制Panel，基于华大智造定制化开发平台ATOPlex)，能够对新冠样本进行进一步的研究和分析，包括病毒基因组组装、覆盖完整度分析和深度分析、SNV变异检测以及在大人群水平的病毒变异监测等。

宏基因组测序 vs 多重PCR扩增子测序

宏基因组测序可以包含宿主和微生物组的基因序列，可以检测未知病原体和可能的联合感染。多重PCR测序是针对目的病毒进行检测，以较少的数据量获得目的病毒的全长序列。在研究初期，我们对两种测序方法在DNBSEQ-G400平台进行了对比分析和测试。测试结果表明：两种检测方法的结果一致，对SNP变异及片段缺失（18bp）均有检出。两种高通量测序方法均可对病毒进化、变异进行高效的追踪和监督。

DNBSEQ-T7 vs DNBSEQ-G400

研究采用宏基因组测序方法，基于DNBSEQ G400平台以及DNBSEQ T7测序平台对新冠样本分别进行测序。结果显示：虽然测序深度不同，但同一样本在两个平台的测序结果基本无差异。这一结果表明，在DNBSEQ测序平台间有很好的一致性。

当面对大规模检测的需要，可以直接选择超高通量测序平台DNBSEQ-T7，最快可在单轮完成128例样本宏基因组测序(PE100，100M reads/样本)或3840例样本多重PCR扩增子测序（ATOPlex ，5M reads/样本），每天可做3-4轮，最高日通量可达11520例样本（采用DNBSEQ-T7，以及基于华大智造定制化平台ATOPlex特别开发的新冠Panel，跑3轮）。当然，在样本量有限的情况下，选择DNBSEQ-G400的开机成本更低，这个选择要根据当日样本量的情况来定。

新冠病毒的多组学检测和研究，势在必行

全球科学家都在积极展开对新冠病毒的检测和研究。针对新冠病毒的多组学分析，包括宿主基因组、宏基因组学、病毒基因组、单细胞测序和蛋白质组学研究，将成为CTMR现在及未来可预见的一段时期内的重点攻克方向。同时，我们也将基于此来展开在瑞典进行大规模人群筛查的可行性验证。我相信，我们以高通量测序为基础的多组学研究，将在全球战"疫"行动中，发挥不可或缺的作用和非常重要的影响。

关于华大智造定制化新冠Panel

• 基于华大智造ATOPlex多重定制化服务平台打造的定制Panel；
  

• 基于锁定引物的2步PCR，特异性强，中间不需要额外的消化步骤，操作简单；

• 能够在一管中实现病毒全基因的扩增，不需要分管操作；

• 加入已知拷贝数人工合成外参DNA，并同时进行病毒基因和外参DNA的检测，用于病毒的载量确定；

• 加入看家基因检测，可以用于病毒载量相对于细胞含量的确定，有助于病毒细胞病理学研究；

• 双唯一Barcode结合DNBSEQ测序，最大程度地降低了Barcode串扰，降低了在大规模平行测序过程中强阳性样本对弱阳性或阴性样本的污染。

关于华大智造DNBSEQ平台

基于独有的DNA纳米球核心测序技术（DNBSEQ™），华大智造现已推出高通量基因测序仪MGISEQ-2000/2000FAST、MGISEQ-200以及超高通量基因测序仪DNBSEQ-T7等多款主力机型（统称DNBSEQ测序平台），测序通量从小型化到生产级全覆盖，提供全面灵活的整体解决方案。

注：华大智造基因测序仪MGISEQ-200和MGISEQ-2000已在部分海外国家和地区，更名为DNBSEQ-G50和DNBSEQ-G400。

拓展阅读

▲如何选择新冠病毒基因组测序的方法和策略？▲瑞典外交部、高等教育及科研部高度赞赏！为华大智造技术团队打开边境，共抗疫情
▲升级版“火眼”实验室将落地瑞典！卡罗琳斯卡医学院联合华大智造共建“万人级新冠多组学检测实验室”

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