隨著新/冠疫情的發(fā)展,新/冠病毒核酸的檢測工作已趨于常態(tài)化。而優(yōu)質(zhì)的核酸提取試劑是核酸檢測的基礎(chǔ),正確提取核酸才能保證下游檢測結(jié)果的質(zhì)量。
市場上核酸提取的試劑成分雖然各有差別,但蛋白酶K由于其獨(dú)/特的廣譜蛋白水解酶活性和穩(wěn)定性,目前已成為了多種提取試劑的重要原料。另外,在臨床實(shí)踐中,特別是我國目前正在推行20混1檢測的場景下,難免會遇到復(fù)雜樣本(例如含有“痰液"的樣本);而蛋白酶K在處理特殊樣本時(shí),更能突顯出作用。
蛋白酶K廣泛應(yīng)用于核酸提取
蛋白酶K來源于林伯氏白色念球菌,是一種絲氨/酸蛋白酶,具有較強(qiáng)的穩(wěn)定性和廣譜蛋白水解酶活性,目前廣泛應(yīng)用于核酸提取中。
01、【廣譜蛋白水解酶活性】
蛋白酶K可作用于多種蛋白,在病毒核酸提取檢測中發(fā)揮多重作用:
?。?)裂解病毒的外殼蛋白,暴露核酸分子,并且病毒外殼蛋白失活可進(jìn)一步保證運(yùn)輸和檢測階段更安全;
(2)降解與核酸緊密結(jié)合的組蛋白,使得核酸游離到提取液中,有利于進(jìn)一步純化;
(3)降解RNA酶,防止病毒RNA的降解,有利于核酸檢測。
02、【穩(wěn)定性】
蛋白酶K能在多種環(huán)境[pH(4-12.5),高鹽緩沖液,70℃的高溫等]中保持活性。另外,蛋白酶K的活性不受SDS、尿素、EDTA、鹽酸胍、異硫氰酸胍等的抑制,且一定含量的去垢劑還可以增強(qiáng)蛋白酶K的活性。
03、蛋白酶K在新/冠指南、政策文件均有推薦
學(xué)術(shù)指南和政策文件中,均提及蛋白酶K的應(yīng)用。
早在2020年4月疫情暴發(fā)伊始,中華醫(yī)學(xué)雜志發(fā)布了《2019新型/冠狀病毒核酸檢測專家共識》,提出收集痰液于采樣杯中,采樣杯里需裝入2mL蛋白酶K(1g/L)。
2020年7月13日,國務(wù)院發(fā)布了《醫(yī)療機(jī)構(gòu)新/冠病毒核酸檢測工作手冊(試行第二版)》,文中指出,如果痰液未收集于采樣液中,可在檢測前,加入2~3mL采樣液,或加入與痰液等體積的含1g/L蛋白酶K的磷酸鹽緩沖液將痰液化。
2021年5月,國家衛(wèi)生健康委員會發(fā)布《新型/冠狀病毒肺炎防控方案(第八版)》,文中提及處理痰液樣本時(shí),可采用痰液等體積的含1g/L蛋白酶K的磷酸鹽緩沖液將痰液化。
04、相關(guān)研究提示蛋白酶K對復(fù)雜樣本核酸提取具有重要作用
新/冠的核酸采樣主要采集口咽拭子和鼻咽拭子樣本,但在臨床實(shí)際工作中,難免會采集到一些復(fù)雜樣本,例如:痰液等?!?019新型/冠狀病毒核酸檢測專家共識》中引用的研究[4]提示,在復(fù)雜樣本的提取核酸,使用蛋白酶K效果更佳。
在該研究試驗(yàn)中,SungH等采用了蛋白酶K和其他兩種方法,提取痰液標(biāo)本中的核酸(RNA),并使用熒光PCR儀對三種方法提取的核酸進(jìn)行分析比較。試驗(yàn)顯示,另外兩種方法提取核酸檢測結(jié)果中,假陰性率分別為16.7%和13.3%;使用了蛋白酶K處理的樣本,檢測結(jié)果并無假陰性。另外,蛋白酶K組PCR檢測的Ct值范圍在31.1-35.4之間,而另外兩種方法學(xué)PCR檢測的Ct值范圍分別為34.7-39.0和33.9-38.6。
另外,Saber Khelaifia等對糞便標(biāo)本中的細(xì)菌DNA進(jìn)行提取,結(jié)果顯示使用蛋白酶K可以提高DNA的提取量。Tomoo Jikuzono使用蛋白酶K對液基細(xì)胞溶液固定的甲狀腺細(xì)胞進(jìn)行處理后,提高了RNA回收率。
蛋白酶K增加核酸提取量可能的原因?yàn)椋?br/>
?。?)復(fù)雜樣本(如:痰液樣本)中存在著一些可PCR反應(yīng)的物質(zhì)(可抑制PCR的物質(zhì),例如糖蛋白,免疫球蛋白等物質(zhì)就是PCR的抑制物),使用了蛋白酶K可最/大程度清除該類物質(zhì),保證PCR結(jié)果準(zhǔn)確性;
?。?)復(fù)雜樣本的核酸提取過程中,易殘留較多RNA酶,使用蛋白酶K可最大/程度滅活RNA酶,防止病毒RNA的降解,有利于核酸檢測。
也有一些研究提示,蛋白酶K在復(fù)雜樣本的處理中并未顯示突出作用。這可能與使用的蛋白酶K活性不同有關(guān),另一種可能是與使用場景有關(guān),蛋白酶K加入裂解液之中,若作者長時(shí)間放置,蛋白酶K會失活,此時(shí)就會得到加不加蛋白酶K沒有作用的結(jié)論),未來仍需大量研究進(jìn)一步探索。
目前,新/冠疫情依然在全球肆虐,核酸提取檢測已趨于常態(tài)化。在臨床實(shí)踐中,特別是“10混1"或“20混1"檢測的場景下,難免會遇到復(fù)雜樣本(例如含有“痰液"的樣本);而蛋白酶K在處理特殊樣本具有獨(dú)/特作用。未來我們需進(jìn)一步深挖多種提取檢測使用場景,探索最佳使用方案,以期更好的控制疫情。