针对新冠病毒核酸检测检出率低的问题，高盛生物公司深晓基因团队联合复旦大学文少卿教授，共同研发了新型2019-nCov捕获测序试剂盒（TC-Seq），切实提高了新冠病毒核酸检测的灵敏度和精确度。该试剂盒基于液相探针捕获测序技术，除克服原有荧光定量PCR（RT-PCR）灵敏度低的缺点外，又有效降低了NGS(next-generation sequencing)技术，即下一代测序技术/高通量测序技术的成本，可为新冠病毒病例的阴阳性判定、病毒的长期监测乃至病毒变异遗传图谱分析等工作，提供了强大而精准的“火力”。1 新冠病毒变异多检验难度大，荧光定量PCR仅能实现30–50%检出率
冠状病毒（2019-nCov）为单链正链RNA病毒，该类病毒具有传播能力强、变异迅速的特点。随着疫情的发展，现阶段一方面需要准确诊断病毒感染，一方面需要对病毒株是否发生变异进行监控。根据变异预测病毒的感染及致病力，提前预警并做出针对性的预案，同时为后期有效治疗提供研究基础。
新冠病毒RT-PCR是主流检验方法，但检验准确度低也是困扰临床诊治的大问题荧光定量检测（RT-PCR）是目前核酸法检测速度中最快速的方法，主要针对的位点包含病毒基因组中3段保守基因序列，即开放读码框1ab（Open reading frame 1ab，ORF1ab）、 核 壳 蛋 白 （Nucleocapsid protein，N）基因以及包膜蛋白(Envelop，E)基因作为检测靶标。根据国家卫健委发布的新型冠状病毒感染的肺炎实验室检测技术指南（第四版），在实验室要确认一个病例为阳性，需满足同一份标本中新冠病毒的ORF1ab及N基因 2个靶标特异性实时荧光RT-PCR检测结果均为阳性。如受实验室检测试剂盒限制，只能做一个靶标的检测的话，应至少针对新冠病毒最为保守及特异的ORF1ab区域进行检测。特别是武汉的复合感染无法用单一的PCR一次鉴定完成。因此，鉴定新冠病毒RT-PCR法往往具有以下不足：
- 对病毒基因组的富集存在明显的偏向性；
- 依赖病毒序列多样性的前期基础，现在前期积累不足，只扩增所谓的特异性区域有可能引起假阳性的问题；
- 病毒快速突变下会导致脱靶率高，引发假阴性的问题；
- 该方法需要一定的起始量，敏感度较低，会进一步放大假阴性的问题。
除了RT-PCR技术先天不足外，要解决咽拭子采样核酸检测往往只有50% 甚至更低的检出率的问题，临床检验上至少要实现三个方面的有效改进，
- 需提高咽拭子采集的规范化，
- 要将样本采集部位进行交叉验证，如血液、尿液、肛拭子等，
- 要切实核酸试剂本身提高敏感度。
2 NGS (next-generation sequencing)的不足
提高检测灵敏度的方法，可通过高通量基因测序技术中的宏基因组测序mNGS技术，全面分析新冠病毒基因对疑似病患进行确诊，并对变异病毒进行动态监控等。但是mNGS相对RT-PCR的成本高（由于患者样本中不可避免存在大量的人类核酸污染），病毒序列的有效数据量低，一次上机测序的样本数量也相对有限。这就影响了新冠病毒基因数据的质量和产量，不利于临床检验结果的判读，以及配合检测人员快速建立高质量的新冠病毒“档案库”。
mNGS精确度高，但进入临床检验还有待时日
深晓基因及复旦大学文教授联合攻关团队研发的2019-nCov捕获测序（TC-Seq）试剂盒的出现，解决了上述难题。该试剂盒可高效捕获所有新冠病毒核酸全序列，以及其他可能感染源（如甲流，乙流等）序列后再进行上机测序，相对于已有RT-PCR法可极大提高序列分析的准确性！而相对于已有的NGS方法，则可有效缩短序列分析时间，降低测序成本！同时，新试剂盒可方便地承担病毒的变异监测、进化演变、致病力分析等工作。
2019-nCov捕获测序（TC-Seq）试剂盒技术示意图
高盛生物深晓基因2019-nCov捕获测序（TC-Seq）试剂盒
深晓基因新冠病毒（TC-Seq）试剂盒的技术特征：
- 基本涵盖新冠病毒变异株系，不怕病毒变异：DNA探针，2X以上覆盖设计；涵盖了50+株系，对有明显变异的株系额外增加了探针覆盖；
- 探针可以灵活spike in，具有灵活拓展性：后期可将根据新发现的株系设计的探针整合进已有panel，捕获体系兼容市面DNA探针捕获系统；
- 同时兼容MGI/Illumina NGS等测序平台；探针池设有捕获内参基因，RNA样本和DNA样本均可适用；
- 极高的灵敏度：可检测的病毒含量下限为 10 拷的样本，当荧光定量PCR 检测失败时，本试剂盒也可检测到病毒序列，判断受试者是否感染新冠；当样本中病毒拷贝达到 1000 个时，即可基本复原基因组（覆盖度＞90%）；
- 可同时实现同源性病毒的检测和筛查：可检测到基因组相似度超过75%的其他种类的病毒；这对于症状相近的疑似患者隔离和诊断尤为重要。
- 数据兼容好，可方便兼容从提取到数据产出的全流程国产化方案。
4 深晓基因2019-nCov捕获测序（TC-Seq）试剂盒的实战表现及展望
在新冠疫情发生后，高盛生物深晓基因团队迅速与某疾控中心建立了合作关系，检测了大量阳性样本，发现许多弱阳性样本（核酸检测ct值大于32以上的样本）使用宏基因测序仅能获得不完整的新冠病毒基因序列。
上图统计了非GISAID数据，共计98条完整或不完整序列。统计数据来源：https://bigd.big.ac.cn/ncov）
深晓团队采用2019-nCov捕获测序（TC-Seq）试剂盒，与合作单位针对包括弱阳性样本在内的多种类型样本进行捕获测序，获得尽可能多的病毒基因序列，既可实现新冠病毒的精确性检测，又能为针对新冠病毒的多项研究提供基础数据，为新冠病毒的长期监测提供技术支撑。
深晓团队使用本试剂盒对某地疾病预防控制中心提供的样本进行建库并测序，得到了高深度、高覆盖度的新冠病毒全长序列数据。更多样本的数据正在生成中。
在未来积累了足够多的新冠病毒数据量之后，运用基因大数据，深晓团队的分析结论将更加精准，整体方案更加灵敏。预计该项工作的下一阶段，可将新冠病毒的检测灵敏度提升至10拷贝/毫升，从而实现对所有病毒核酸检测Ct在37-40范围内的弱阳性样本的复检，彻底杜绝疑似病人在病原学上的漏检，实现新冠病毒核酸检验100%准确率的目标。5 软硬结合，深晓团队的TC-Seq试剂盒可与高盛智造核酸提取平台实现
高通量自动化检测
深晓团队测序（TC-Seq）的前处理，可结合高盛制造已有的自动化平台，建立从核酸提取、定量、反转录、液相探针捕获建库、上机测序、数据分析等全套流程，实现配合多种病原的一次性多重检测，单样品检测涵盖已知冠状病毒+新型冠状病毒2019-nCoV的全序列的高通量自动化检测。
高盛智造的X-PURE96 PLUS配合深晓基因的TC-Seq试剂盒，可实现自动化高通量高精度检验
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