Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

RU2748540C1 - Method for detecting sars-cov-2 virus by mass spectrometry - Google Patents

Method for detecting sars-cov-2 virus by mass spectrometry Download PDF

Info

Publication number
RU2748540C1
RU2748540C1 RU2020142861A RU2020142861A RU2748540C1 RU 2748540 C1 RU2748540 C1 RU 2748540C1 RU 2020142861 A RU2020142861 A RU 2020142861A RU 2020142861 A RU2020142861 A RU 2020142861A RU 2748540 C1 RU2748540 C1 RU 2748540C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
sample
seq
sars
cov
virus
Prior art date
Application number
RU2020142861A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2020142861A3 (en
Inventor
Евгений Николаевич Николаев
Алексей Сергеевич Кононихин
Александр Геннадьевич Бржозовский
Мария Игоревна Индейкина
Анна Евгеньевна Бугрова
Наталия Леонидовна Стародубцева
Евгений Васильевич Петроченко
Григорий Игоревич Ковалев
Кристоф Германн Борхерс
Original Assignee
Автономная некоммерческая образовательная организация высшего образования "Сколковский институт науки и технологий"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Автономная некоммерческая образовательная организация высшего образования "Сколковский институт науки и технологий" filed Critical Автономная некоммерческая образовательная организация высшего образования "Сколковский институт науки и технологий"
Priority to RU2020142861A priority Critical patent/RU2748540C1/en
Publication of RU2020142861A3 publication Critical patent/RU2020142861A3/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2748540C1 publication Critical patent/RU2748540C1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/68Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing involving proteins, peptides or amino acids

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Urology & Nephrology (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Cell Biology (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)
  • Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)

Abstract

FIELD: biochemistry.SUBSTANCE: invention relates to the field of biochemistry. A method for identifying SARS-CoV-2 virus in a sample, which includes the following steps is described: (a) sample preparation of a biological sample using the enzyme trypsin to hydrolyze proteins and obtain a mixture of polypeptides; (b) mass spectrometric analysis of the resulting mixture of polypeptides in order to identify at least two peptides selected from SEQ ID NO: 1-19; (c) if at least two peptides having the sequence SEQ ID NO: 1-19 are detected in the sample, at least one of which is a peptide selected from: SEQ ID NO: 1, SEQ ID NO: 3 - SEQ ID NO: 9, SEQ ID NO: 12 - SEQ ID NO: 19, SARS-CoV-2 virus in the sample is considered to be identified. The invention solves the problem of accelerating and increasing the reliability of the procedure for identifying the SARS-CoV-2 virus in patients. The problem is solved by the proposed method, which consists in identifying the SARS-CoV-2 virus using mass spectrometric analysis based on the developed panel of N-protein peptides (nucleocapsid).EFFECT: accelerating and increasing reliability of the procedure for identifying the SARS-CoV-2 virus in patients.6 cl, 5 dwg, 1 tbl, 5 ex

Description

Изобретение относится к области медицины, а именно к клинической диагностике, к способу идентификации вируса SARS-CoV-2 в образцах различного биологического происхождения. В области медицины способ решает задачу по ускорению и повышению надежности процедуры идентификации вируса SARS-CoV-2 у пациентов COVID 19. Может быть использовано для экспресс-анализа различных образцов с целью определения содержания в них вируса как дополнение/подтверждение срочного ПЦР теста или как самостоятельное исследование.The invention relates to medicine, namely to clinical diagnostics, to a method for identifying the SARS-CoV-2 virus in samples of various biological origin. In the field of medicine, the method solves the problem of accelerating and increasing the reliability of the procedure for identifying the SARS-CoV-2 virus in COVID 19 patients. It can be used for express analysis of various samples in order to determine the content of the virus in them as an addition / confirmation of an urgent PCR test or as an independent study.

Предшествующий уровень техникиPrior art

Появление заболеваний, вызванных новым коронавирусом (2019-nCoV) поставило перед специалистами в области охраны здравоохранения и врачами задачи, связанные с быстрой диагностикой и клиническим ведением больных с этой инфекцией. На настоящий момент («23» декабря 2020 г. ) по данным ВОЗ [1] зарегистрировано более 76 миллионов случаев заболевания COVID-19 и более 1,702,1280 случаев смерти [1, 2]. Быстрая и своевременная диагностика, в том числе в ходе инкубационного периода, до момента проявления симптомов, позволяет предотвратить дальнейшее распространение вируса и скорректировать лечебные мероприятия.The emergence of diseases caused by the new coronavirus (2019-nCoV) has posed challenges for healthcare professionals and doctors related to the rapid diagnosis and clinical management of patients with this infection. To date (December 23, 2020), according to the WHO [1], more than 76 million cases of COVID-19 and more than 1,702,1280 deaths have been registered [1, 2]. Fast and timely diagnosis, including during the incubation period, before the onset of symptoms, allows you to prevent further spread of the virus and adjust treatment measures.

В настоящее время для выявления SARS-CoV-2 вируса у пациентов в основном применятся тест на основе метода полимеразной цепной реакции (ПЦР). Несмотря на высокую чувствительность данного метода, существует ряд ограничений и недостатков данной методики. Суммарно с момента забора образцов до выдачи результатов требуется порядка 3 часов реального времени, из которых 1 час 40 минут занимает амплификация и данное время не зависит от числа образцов. Кроме того, при ошибке внутреннего контрольного образца всю процедуру пробоподготовки (в том числе забора образца) необходимо повторять заново. Важным аспектом методики также является профессионализм сотрудников, осуществляющих пробоподготовку и постановку метода. Также в ходе анализа не исключены ложноположительные и ложноотрицательные результаты, связанные, например, с мутацией вирусных белков или выявлением вируса на относительно поздних циклах (40 + цикл). В связи с этим время выдачи результатов во многих медицинских учреждениях может занимать до 48 часов при достаточно высокой стоимости диагностики. Таким образом, существующий способ лабораторной диагностики - тест на основе метода полимеразной цепной реакции (ПЦР) обладает рядом недостатков в плане надежности и скорости процедуры идентификации вируса SARS-CoV-2, что может приводить к несвоевременной или неверной постановке диагноза и задержке назначения лечения. Это увеличивает вероятность неблагоприятных исходов заболевания.Currently, a test based on the polymerase chain reaction (PCR) method is mainly used to detect the SARS-CoV-2 virus in patients. Despite the high sensitivity of this method, there are a number of limitations and disadvantages of this technique. In total, from the moment of sampling to the issuance of results, it takes about 3 hours of real time, of which 1 hour 40 minutes is amplification and this time does not depend on the number of samples. In addition, if the internal control sample is in error, the entire sample preparation procedure (including sample collection) must be repeated again. An important aspect of the technique is also the professionalism of the staff involved in sample preparation and method setting. Also, during the analysis, false positive and false negative results are not excluded, associated, for example, with the mutation of viral proteins or the detection of the virus at relatively late cycles (40 + cycle). In this regard, the time for the issuance of results in many medical institutions can take up to 48 hours at a rather high cost of diagnostics. Thus, the existing method of laboratory diagnostics - a test based on the polymerase chain reaction (PCR) method - has a number of drawbacks in terms of the reliability and speed of the SARS-CoV-2 virus identification procedure, which can lead to untimely or incorrect diagnosis and delay in the appointment of treatment. This increases the likelihood of adverse disease outcomes.

В связи с этим необходимы дополнительные тесты на базе современных высокоточных методов, в частности, масс-спектрометрии, чтобы обеспечить объективную и воспроизводимую основу для отбора пациентов с клинически значимым заболеванием. Вследствие недостаточной диагностической значимости одного биомаркера необходима разработка панели биомаркеров и на ее основе метода мониторинга, который позволит надежно проводить идентификацию вируса SARS-CoV-2 и различать состояния пациентов с хорошей клинической чувствительностью и специфичностью, а также давать точный прогноз вероятности заболевания COVID-19.In this regard, additional tests are needed based on modern high-precision methods, in particular, mass spectrometry, in order to provide an objective and reproducible basis for the selection of patients with clinically significant disease. Due to the insufficient diagnostic value of one biomarker, it is necessary to develop a panel of biomarkers and, on its basis, a monitoring method that will reliably identify the SARS-CoV-2 virus and distinguish the conditions of patients with good clinical sensitivity and specificity, as well as give an accurate prediction of the likelihood of COVID-19 disease.

Вирус SARS-CoV-2 содержит четыре структурных белка, включенных в частицу вириона, известных как белки S (шип), E (оболочка), M (мембрана) и N (нуклеокапсид); белок N связан с молекулой РНК, а белки S, E и M вместе создают вирусную оболочку. Из данных, полученных ранее для SARS-CoV [3], который имеет структуру, сходную со структурой SARS-CoV-2, можно заключить, что число копий белков E, M и N намного больше (примерно в 10 раз), чем количество копий белка S. Белки E и M являются относительно короткими, неспецифичными, тесно связанными с мембраной белками, что затрудняет их выделение, обнаружение и идентификацию. Таким образом, перспективнее разрабатывать методологию обнаружения на основе N-белка [4].The SARS-CoV-2 virus contains four structural proteins included in the virion particle known as the S (spine), E (envelope), M (membrane), and N (nucleocapsid) proteins; protein N is linked to an RNA molecule, and proteins S, E and M together create the viral envelope. From the data obtained earlier for SARS-CoV [3], which has a structure similar to that of SARS-CoV-2, it can be concluded that the number of copies of proteins E, M and N is much higher (about 10 times) than the number of copies protein S. Proteins E and M are relatively short, nonspecific, proteins closely bound to the membrane, which complicates their isolation, detection and identification. Thus, it is more promising to develop a detection methodology based on the N-protein [4].

Количественный протеомный анализ методами масс-спектрометрии может служить основой для новых, высокоточных и специфичных методов дифференциальной диагностики [5]. В случае известной мишени можно использовать «таргетные» масс-спектрометрические подходы на основе мониторинга множественны/параллельных реакций (MRM/PRM) для количественного определения изменений панели белков/пептидов. Таргетный количественный подход для мониторинга белка-мишени характеризует быстрота получения результатов, быстрая пробоподготовка и снижение влияния внешних параметров эксперимента, таких как размер и форма образца. Последний фактор преодолевается в том числе за счет добавления изотопно-меченного внутреннего стандарта [5].Quantitative proteomic analysis by mass spectrometry methods can serve as a basis for new, high-precision and specific methods of differential diagnostics [5]. In the case of a known target, “targeted” mass spectrometric approaches based on monitoring of multiple / parallel reactions (MRM / PRM) can be used to quantify changes in the protein / peptide panel. A targeted quantitative approach for monitoring a target protein is characterized by the speed of obtaining results, fast sample preparation, and a decrease in the influence of external parameters of the experiment, such as the size and shape of the sample. The latter factor is overcome, among other things, by adding an isotopically labeled internal standard [5].

В статье Ihling С.и др. [6] описан способ, согласно которому методом хромато-масс-спектрометрии проанализирован осажденный ацетоном белковый осадок в растворе для полоскания горла. В 2-х из трех образцов, полученных от пациентов с диагнозом COVID-19 был идентифицирован один пептид RPQGLPNNTASWFTALTQHGK из N-белка (nucleocapsid) вируса SARS-CoV-2. Недостатком данной работы является несколько этапов гидролиза белков (что усложняет процедуру приготовления пробы), очень разбавленный образец (раствор для полоскания горла), малая выборка образцов (3 образца без группы контроля), и в качестве основного результата авторы демонстрируют всего один повторяющийся пептид, который был идентифицирован не во всех образцах (в 2-х из 3-х). Более того, по данным базы данных Uniprot (https://www.uniprot.org/) известно, что указанный пептид характерен и для других вирусов SARS млекопитающих, а не только для SARS-CoV-2 (в том числе, Bat coronavirus HKU3 (BtCoV), Bat coronavirus Rp3/2004 (BtCoV/Rp3/2004) и др.). Таким образом, полученные данные не позволяют предложить какой-либо воспроизводимый подход на основе надежной пептидной панели для детектирования вируса SARS-CoV-2. Также серьезным недостатком описанного способа является отсутствие данных по инактивации вируса, что является важным для безопасности оператора, выполняющего манипуляции с образцами.In the article Ihling S. et al. [6] described a method according to which the method of chromatography-mass spectrometry analyzed precipitated with acetone protein precipitate in a solution for rinsing the throat. In 2 out of three samples obtained from patients diagnosed with COVID-19, one peptide RPQGLPNNTASWFTALTQHGK from the N-protein (nucleocapsid) of the SARS-CoV-2 virus was identified. The disadvantages of this work are several stages of protein hydrolysis (which complicates the sample preparation procedure), a very dilute sample (solution for gargling), a small sample of samples (3 samples without a control group), and as the main result, the authors demonstrate only one repeating peptide, which was identified not in all samples (in 2 out of 3). Moreover, according to the Uniprot database (https://www.uniprot.org/), it is known that this peptide is also typical for other mammalian SARS viruses, and not only for SARS-CoV-2 (including Bat coronavirus HKU3 (BtCoV), Bat coronavirus Rp3 / 2004 (BtCoV / Rp3 / 2004), etc.). Thus, the data obtained do not allow us to propose any reproducible approach based on a reliable peptide panel for the detection of the SARS-CoV-2 virus. Also, a serious disadvantage of the described method is the lack of data on virus inactivation, which is important for the safety of the operator performing sample manipulations.

Таким образом, несмотря на известность ряда способов диагностики вируса SARS-CoV-2, на сегодняшний день все они обладают недостатками, и на рынке сохраняется потребность в быстром и эффективном методе детектирования вируса SARS-CoV-2Thus, despite the popularity of a number of methods for diagnosing the SARS-CoV-2 virus, today they all have drawbacks, and there remains a need on the market for a fast and effective method for detecting the SARS-CoV-2 virus.

Раскрытие изобретенияDisclosure of invention

Задачей, решаемой изобретением, является разработка способа надежной идентификации вируса SARS-CoV-2 в образцах различного происхождения, основанного на анализе N-белка (nucleocapsid) вируса SARS-CoV-2.The problem solved by the invention is to develop a method for reliable identification of the SARS-CoV-2 virus in samples of various origins, based on the analysis of the N-protein (nucleocapsid) of the SARS-CoV-2 virus.

Поставленная задача решается при осуществлении предлагаемого способа идентификации вируса SARS-CoV-2 в образцах различного происхождения, включающего использование разработанной авторами изобретения панели пептидов N-белка (nucleocapsid) вируса SARS-CoV-2.The problem is solved when implementing the proposed method for identifying the SARS-CoV-2 virus in samples of various origins, including the use of the panel of N-protein peptides (nucleocapsid) of the SARS-CoV-2 virus developed by the authors of the invention.

Более конкретно, поставленная задача решается при осуществлении способа идентификации вируса SARS-CoV-2 в образце, включающем следующие этапы:More specifically, the task is solved when implementing a method for identifying the SARS-CoV-2 virus in a sample, which includes the following steps:

(а) пробоподготовка биологического образца с использованием фермента трипсина, для гидролиза белков и получения смеси полипептидов(a) sample preparation of a biological sample using the trypsin enzyme to hydrolyze proteins and obtain a mixture of polypeptides

(б) масс-спектрометрический анализ полученной смеси полипептидов с целью выявления по меньшей мере двух пептидов, выбранных из SEQ ID NO: 1-19;(b) mass spectrometric analysis of the resulting mixture of polypeptides in order to identify at least two peptides selected from SEQ ID NO: 1-19;

(в) в случае, если в образце выявлено по меньшей мере два пептида, имеющих последовательность, выбранную из SEQ ID NO: 1-19, по меньшей мере один из которых представляет собой пептид, выбранный из: SEQ ID NO: 1, SEQ ID NO: 3 - SEQ ID NO: 9, SEQ ID NO: 12 - SEQ ID NO: 19, вирус SARS-CoV-2 в образце считается идентифицированным.(c) if at least two peptides are identified in the sample having a sequence selected from SEQ ID NO: 1-19, at least one of which is a peptide selected from: SEQ ID NO: 1, SEQ ID NO: 3 - SEQ ID NO: 9, SEQ ID NO: 12 - SEQ ID NO: 19, the SARS-CoV-2 virus in the sample is considered identified.

Также для обеспечения биологической безопасности при работе с потенциально контагиозным биологическим объектом предварительно, до обработки образца трипсином, проводят инактивацию вируса SARS-CoV-2 в образце.Also, to ensure biological safety when working with a potentially contagious biological object, before the sample is treated with trypsin, the SARS-CoV-2 virus in the sample is inactivated.

В некоторых частных вариантах осуществления изобретения инактивацию вируса SARS-CoV-2 проводят путем нагревания образца до 65°С в течение не менее 30 мин. с последующим добавлением изопропанола.In some private embodiments of the invention, the SARS-CoV-2 virus is inactivated by heating the sample to 65 ° C for at least 30 minutes. followed by the addition of isopropanol.

В некоторых вариантах осуществления изобретения вирус SARS-CoV-2 в образце считается идентифицированным при выявлении в образце по меньшей мере двух пептидов, выбранных из: SEQ ID NO: 1, SEQ ID NO: 3 - SEQ ID NO: 9, SEQ ID NO: 12 - SEQ ID NO: 19.In some embodiments, SARS-CoV-2 virus in a sample is considered identified when at least two peptides selected from SEQ ID NO: 1, SEQ ID NO: 3 - SEQ ID NO: 9, SEQ ID NO: 12 - SEQ ID NO: 19.

В некоторых вариантах осуществления изобретения образец представляет собой мазок из зева, мазок из носоглотки, кровь, плазму, сыворотку крови, бронхиальный лаваж, амниотическую жидкость, ткань плаценты, слюну, слезу, смыв или соскоб с продуктов питания, отходов, поверхности материалов: одежды, мебели, предметов индивидуального или общего пользования, сточную воду, пробу воздуха.In some embodiments, the sample is a throat swab, nasopharyngeal swab, blood, plasma, serum, bronchial lavage, amniotic fluid, placental tissue, saliva, tear, washout or scraping from food, waste, surface of materials: clothing, furniture, items of individual or general use, waste water, air sample.

В некоторых вариантах осуществления изобретения масс-спектрометрический анализ относится к типу мониторинга параллельных реакций (PRM), мониторинга множественных (MRM), MRM3, мониторинга выбранных реакций (SRM), DDA (сбор данных в зависимости отданных), DIA (сбор данных независимо от данных) или iMALDI.In some embodiments, the mass spectrometric analysis is of the type of parallel reaction monitoring (PRM), multiple monitoring (MRM), MRM 3 , selected response monitoring (SRM), DDA (data collection depending on data), DIA (data collection independent of data) or iMALDI.

В некоторых вариантах осуществления изобретения дополнительно проводят масс-спектрометрический количественный анализ N-белка вируса SARS-CoV-в образце с использованием панели изотопно-меченных пептидов.In some embodiments, the SARS-CoV virus N protein is further mass spectrometrically analyzed in the sample using a panel of isotopically labeled peptides.

В результате осуществления способа достигаются следующие технические результаты:As a result of the implementation of the method, the following technical results are achieved:

- разработан способ надежной идентификации вируса SARS-CoV-2, основанный на анализе панели пептидов N-белка вируса;- a method for reliable identification of the SARS-CoV-2 virus was developed, based on the analysis of a panel of peptides of the N-protein of the virus;

- предлагаемый способ имеет высокую чувствительность и специфичность, обеспечиваемые за счет использования уникальной панели пептидов N-белка SARS-CoV;- the proposed method has high sensitivity and specificity, provided through the use of a unique panel of peptides of the N-protein SARS-CoV;

- для проведения предлагаемого способа идентификации вируса SARS-CoV-2 могут быть использованы образцы различного происхождения, в том числе биологические образцы (ткани, физиологические жидкости (кровь, моча, слюна и др.), мазки с кожи, носоглотки, бронхиальный лаваж, амниотическая жидкость, ткань плаценты и др.), продукты жизнедеятельности (еда, отходы, например, сточные воды и т.п.), объекты окружающей среды (воздух, поверхности материалов (одежда, предметы общего пользования) и т.п.);- to carry out the proposed method for identifying the SARS-CoV-2 virus, samples of various origins can be used, including biological samples (tissues, physiological fluids (blood, urine, saliva, etc.), smears from the skin, nasopharynx, bronchial lavage, amniotic liquid, placental tissue, etc.), waste products (food, waste, for example, sewage, etc.), environmental objects (air, surfaces of materials (clothing, common items), etc.);

- способ является широко доступным для проведения в лабораторных и клинических условиях, быстро внедряемым и реализуемым;- the method is widely available for carrying out in laboratory and clinical conditions, quickly introduced and implemented;

- предлагаемый способ обеспечивает сокращение времени проведения диагностики при снижении вероятности технических ошибок во время лабораторных манипуляций;- the proposed method provides a reduction in the diagnostic time while reducing the likelihood of technical errors during laboratory manipulations;

- способ может быть проведен очень быстро, в течение менее 1 часа,- the method can be carried out very quickly, in less than 1 hour,

- разработанный способ может быть использован для экспресс-анализа различных образцов с целью определения содержания в них вируса как дополнение/подтверждение теста, основанного на полимеразной цепной реакции (ПЦР) или других методах анализа, а также как самостоятельное исследование.- the developed method can be used for express analysis of various samples in order to determine the content of the virus in them as an addition / confirmation of a test based on polymerase chain reaction (PCR) or other methods of analysis, as well as as an independent study.

Подробное описание изобретенияDetailed description of the invention

Определения и терминыDefinitions and terms

Следующие термины и определения применяются в данном документе, если иное не указано явно. Ссылки на методики, используемые при описании данного изобретения, относятся к хорошо известным методам, включая изменения этих методов и замену их эквивалентными методами, известными специалистам.The following terms and definitions apply in this document unless otherwise indicated. References to techniques used in describing the present invention refer to well known techniques, including modifying these techniques and replacing them with equivalent techniques known to those skilled in the art.

В описании данного изобретения термины «включает» и «включающий» интерпретируются как означающие «включает, помимо всего прочего». Указанные термины не предназначены для того, чтобы их истолковывали как «состоит только из».In the description of this invention, the terms "includes" and "including" are interpreted as meaning "includes, among other things". These terms are not intended to be construed as “consists only of”.

Термин «образец» относится к образцам различного происхождения, включая как биологические образцы, так и продукты жизнедеятельности (отходы, например, сточные воды и т.п.), продукты питания, объекты окружающей среды (воздух, поверхности материалов (одежда, мебель, предметы общего пользования)) и др.The term "sample" refers to samples of various origins, including both biological samples and waste products (waste, for example, sewage, etc.), food, environmental objects (air, surfaces of materials (clothes, furniture, objects general use)), etc.

Термин «биологический образец» («биообразец») относится к любому полученному или выделенному от пациента компоненту и включает мазок (соскоб эпителия) из зева, мазок (соскоб эпителия) из носоглотки, кровь, плазму, сыворотку крови, мочу, бронхиальный лаваж, амниотическую жидкость, ткань плаценты, слюну, слезы.The term "biological sample" ("biosample") refers to any component obtained or isolated from a patient and includes a smear (scraping of the epithelium) from the pharynx, a swab (scraping of the epithelium) from the nasopharynx, blood, plasma, blood serum, urine, bronchial lavage, amniotic fluid, placental tissue, saliva, tears.

Используемый здесь термин «пациент» относится к человеку. Однако пациентом может быть и животное, такое как птица или млекопитающее. Конкретные животные включают крысу, мышь, собаку, кошку, корову, овцу, лошадь, свинью или приматов. Пациент также может быть трансгенным животным.As used herein, the term "patient" refers to a person. However, the patient can also be an animal such as a bird or mammal. Specific animals include rat, mouse, dog, cat, cow, sheep, horse, pig, or primates. The patient can also be a transgenic animal.

Термин «пациент с COVID-19» относится к пациентам, у которых коронавирус SARS-CoV-2 был диагностирован альтернативными методами (такими, как тест, основанный на ПЦР (RT-qPCR); например, как это описано в [3]).The term "patient with COVID-19" refers to patients in whom the SARS-CoV-2 coronavirus has been diagnosed by alternative methods (such as a PCR-based test (RT-qPCR); for example, as described in [3]).

Термин «изотопно-меченые пептиды» («стандартные пептиды, меченные стабильными изотопами (SIS)») относится к пептидам, которые были синтезированы с использованием меченых стабильными изотопами аминокислот для получения пептида, который имеет большую массу, чем соответствующий немеченый целевой пептид, для использования в качестве внутреннего стандарта для определения количества целевого пептида в образце. Подходящие изотопы - это нерадиоактивные химические изотопы, которые не распадаются спонтанно. Например, стабильные изотопы, которые могут использоваться для исследования биологических систем, включают изотопы 18O, 13С, 15N, 2Н и 32S.The term "isotopically labeled peptides"("stable isotope-labeled standard peptides (SIS)") refers to peptides that have been synthesized using stable isotope-labeled amino acids to produce a peptide that has a greater mass than the corresponding unlabeled target peptide for use. as an internal standard for determining the amount of a target peptide in a sample. Suitable isotopes are non-radioactive chemical isotopes that do not decay spontaneously. For example, stable isotopes that can be used to study biological systems include the isotopes 18 O, 13 C, 15 N, 2 H, and 32 S.

Если не определено отдельно, технические и научные термины в данной заявке имеют стандартные значения, общепринятые в научной и технической литературе.Unless otherwise specified, technical and scientific terms in this application have the standard meanings generally accepted in the scientific and technical literature.

Краткое описание рисунковBrief Description of Figures

Фиг. 1. Аминокислотная последовательность N-белка коронавируса SARS-CoV (P0DTC9|NCAP_SARS2), на которой выделены (жирный шрифт + подчеркивание) пептиды, входящие в разработанную авторами изобретения панель пептидов.FIG. 1. The amino acid sequence of the N-protein of the coronavirus SARS-CoV (P0DTC9 | NCAP_SARS2), on which (bold + underlining) peptides included in the peptide panel developed by the inventors are highlighted.

Пометка О (210) обозначает окисленный метионин, являющейся вариабельной модификацией одного из пептидов, входящих в предлагаемую панель пептидов по изобретению.The O (210) label denotes oxidized methionine, which is a variable modification of one of the peptides included in the proposed panel of peptides according to the invention.

Фиг. 2а и 2б. Примеры масс-спектров фрагментации триптических пептидов N-белка (P0DTC9|NCAP_SARS2) коронавируса SARS-CoV-2, идентифицированных предлагаемым способом в эпителиальных мазках из носоглотки, полученных от пациентов COVID-19.FIG. 2a and 2b. Examples of mass spectra of fragmentation of tryptic peptides N-protein (P0DTC9 | NCAP_SARS2) of SARS-CoV-2 coronavirus identified by the proposed method in epithelial swabs from the nasopharynx obtained from COVID-19 patients.

Фиг. З. Таблица 1: панель пептидов N-белка (P0DTC9|NCAP_SARS2) коронавируса SARS-CoV-2, идентифицированных способом по изобретению с помощью программного обеспечения PEAKS Studio в эпителиальных мазках из носоглотки, полученных от пациентов с COVID-19. Образцы 1-5 были взяты у 5 пациентов с COVID-19 (1-3 были подготовлены по протоколу 1; 4-5 - по протоколу 2). Пробы 6-8 - отрицательный контроль (здоровые лица). Для каждого образца были проведены два повторных анализа. Числа в таблице соответствуют числу спектров («spectral counts») для каждого пептида. Серым цветом отмечены строки для пептидов с пропущенными сайтами разрезания (Missed cleavages).FIG. H. Table 1: Panel of N-protein peptides (P0DTC9 | NCAP_SARS2) of SARS-CoV-2 coronavirus identified by the method of the invention using PEAKS Studio software in epithelial nasopharyngeal swabs obtained from patients with COVID-19. Samples 1-5 were taken from 5 patients with COVID-19 (1-3 were prepared according to protocol 1; 4-5 were prepared according to protocol 2). Samples 6-8 are negative controls (healthy individuals). Two replicate analyzes were performed for each sample. The numbers in the table correspond to the number of spectra ("spectral counts") for each peptide. Lines for peptides with missed cleavages are marked in gray.

Фиг. 4. Таблица 2: панель пептидов N-белка (P0DTC9|NCAP_SARS2) коронавируса SARS-CoV-2, идентифицированных предлагаемым способом с помощью программного обеспечения MaxQuant в эпителиальных мазках из носоглотки, полученных от пациентов с COVID-19. Образцы 1-5 были взяты у 5 пациентов с COVID-19 (1-3 были подготовлены по протоколу 1; 4-5 - по протоколу 2). Пробы 6-8 - отрицательный контроль (здоровые лица). Для каждого образца были проведены два повторных анализа. Числа в таблице соответствуют числу спектров («spectral counts») для каждого пептида. Серым цветом отмечены строки для пептидов с пропущенными сайта разрезания (Missed cleavages).FIG. 4. Table 2: Panel of N-protein peptides (P0DTC9 | NCAP_SARS2) of SARS-CoV-2 coronavirus identified by the proposed method using MaxQuant software in epithelial nasopharyngeal swabs obtained from patients with COVID-19. Samples 1-5 were taken from 5 patients with COVID-19 (1-3 were prepared according to protocol 1; 4-5 were prepared according to protocol 2). Samples 6-8 are negative controls (healthy individuals). Two replicate analyzes were performed for each sample. The numbers in the table correspond to the number of spectra ("spectral counts") for each peptide. Lines for peptides with missed cleavages are marked in gray.

Фиг. 5. Идентификация предлагаемым способом коронавируса SARS-CoV-2 по пептидам N-белка (P0DTC9|NCAP_SARS2) в образце ткани плаценты, полученной от пациентки с COVID-19. Синими линиями отмечены триптические пептиды, идентифицированные предлагаемым способом.FIG. 5. Identification by the proposed method of the SARS-CoV-2 coronavirus by N-protein peptides (P0DTC9 | NCAP_SARS2) in a sample of placental tissue obtained from a patient with COVID-19. The blue lines mark the tryptic peptides identified by the proposed method.

Предлагаемый подход к идентификации вируса SARS-CoV-2 в образцах различного происхождения основан на проведении масс-спектрометрического анализа в образцах после специфической пробоподготовки. Преимуществом данного метода является возможность детекции вирусных белков в сложных биологических образцах. Предложенная авторами данного изобретения пептидная панель и применяемые способы пробоподготовки позволяют идентифицировать вирус SARS-CoV-2 с высокой точностью в образцах различного происхождения, в том числе в сложных образцах, содержащих большое количество белков различного происхождения.The proposed approach to identifying the SARS-CoV-2 virus in samples of various origins is based on mass spectrometric analysis in samples after specific sample preparation. The advantage of this method is the ability to detect viral proteins in complex biological samples. The peptide panel proposed by the authors of this invention and the methods of sample preparation used make it possible to identify the SARS-CoV-2 virus with high accuracy in samples of various origins, including complex samples containing a large amount of proteins of various origins.

Предлагаемый способ включает следующие этапы:The proposed method includes the following steps:

- инактивация вируса и обеззараживание поверхности пробирок,- inactivation of the virus and disinfection of the surface of the test tubes,

- осаждение общего белка и его гидролиз трипсином,- precipitation of total protein and its hydrolysis by trypsin,

- масс-спектрометрический анализ и идентификация триптических пептидов вируса SARS-CoV-2.- mass spectrometric analysis and identification of tryptic peptides of the SARS-CoV-2 virus.

До инактивации вируса и обеззараживания поверхности пробирок все работы необходимо производить согласно правилам уровня биологической безопасности III [7].Before inactivation of the virus and disinfection of the surface of the tubes, all work must be carried out in accordance with the rules of biosafety level III [7].

Инактивация вируса может быть проведена следующим образом:Virus inactivation can be done as follows:

• Переносят 0,25 мл анализируемого материала(образец), в полипропиленовую (ПП) пробирку типа Эппендорф объемом 1,5-2,0 мл.• Transfer 0.25 ml of the analyzed material (sample) into a polypropylene (PP) Eppendorf tube with a volume of 1.5-2.0 ml.

• Инактивируют нагреванием при 65°С в течение не менее 30 минут (водяная баня или термостат твердотельный с термоблоком) [8] (важно, что при термообработке нагреваются все части пробирки, и таким образом происходит инактивация всех, даже «недоступных» поверхностей).• Inactivate by heating at 65 ° C for at least 30 minutes (water bath or solid-state thermostat with thermoblock) [8] (it is important that during heat treatment all parts of the tube are heated, and thus inactivation of all, even “inaccessible” surfaces).

• После инкубации добавляют 0,75 мл 100% изопропанола для получения 75% раствора и дают образцу выстояться 10 минут при комнатной температуре [9].• After incubation, add 0.75 ml of 100% isopropanol to obtain a 75% solution and allow the sample to stand for 10 minutes at room temperature [9].

• Обрабатывают поверхности пробирок 70% изопропанолом или 1% гипохлоритом натрия: проливают из струйной промывалки и выдерживают не менее 15 минут, не вытирая.• Treat tube surfaces with 70% isopropanol or 1% sodium hypochlorite: spill from a jet wash bottle and incubate for at least 15 minutes without wiping.

В результате такой процедуры вирус дезактивируется, а поверхность пробирки становится безопасной.As a result of this procedure, the virus is inactivated, and the surface of the tube becomes safe.

На следующем этапе проводят осаждение общего белка и его гидролиз трипсином. Использование трипсина (а также других специфических протеаз, например, Arg-C, Arg-C, Glu-C, Lys-C) с целью гидролиза белков при проведении масс-спектрометрического анализа хорошо известно в данной области. Выбор фермента для проведения гидролиза зависит от многих параметров, в том числе, от структуры анализируемого белка, наличия в образах других белков. Разработанное авторами изобретения оптимальное сочетание метода пробоподготовки и проведения трипсинолиза обеспечивают высокую эффективность выявления N-белка в образцах.At the next stage, precipitation of the total protein and its hydrolysis with trypsin are carried out. The use of trypsin (as well as other specific proteases such as Arg-C, Arg-C, Glu-C, Lys-C) to hydrolyze proteins in mass spectrometric analysis is well known in the art. The choice of an enzyme for hydrolysis depends on many parameters, including the structure of the analyzed protein, the presence of other proteins in the images. The optimal combination of sample preparation method and trypsinolysis developed by the authors of the invention ensures high efficiency of N-protein detection in samples.

Подготовка образцов может быть проведена согласно протоколам «стандартный» или «экспресс», обеспечивающим наиболее полное покрытие последовательности N-белка. В некоторых случаях, для наиболее точного анализа образца, следует использовать повторные анализы, применяя разные методики трипсинолиза, для обеспечения максимального выявления пептидов, входящих в панель пептидов N-белка по изобретению.Sample preparation can be carried out according to the "standard" or "express" protocols, which provide the most complete coverage of the N-protein sequence. In some cases, for the most accurate analysis of the sample, repeated assays using different trypsinolysis techniques should be used to maximize the detection of peptides included in the N-protein peptide panel of the invention.

В случае «стандартного» протокола (1) инактивированные биообразцы лиофилизируют и растворяют в 50 мМ аммоний-бикарбонатного буфера, содержащего 0,1% Rapigest (Waters). Восстанавливают дитиотреитолом (20 мМ) в течение 30 мин. при 500°С, алкилируют йодацетамидом (50 мМ) в течение 45 минут при комнатной температуре в темноте, после чего гидролизуют трипсином 4 часа при 37°С. Реакцию останавливают добавлением муравьиной кислоты до конечной концентрации 0,5%.For the "standard" protocol (1), inactivated biosamples are lyophilized and dissolved in 50 mM ammonium bicarbonate buffer containing 0.1% Rapigest (Waters). Reduced with dithiothreitol (20 mM) for 30 min. at 500 ° C, alkylated with iodoacetamide (50 mM) for 45 minutes at room temperature in the dark, and then hydrolyzed with trypsin for 4 hours at 37 ° C. The reaction is stopped by adding formic acid to a final concentration of 0.5%.

В случае «экспресс» протокола (2) инактивированные биообразцы охлаждают в течение двух часов при -200°С и центрифугируют при 20000 g в течение 20 минут. Осадок растворяют в 50 мМ аммоний-бикарбонатного буфера, содержащего 0,1% Rapigest (Waters), и гидролизуют трипсином 4 часа при 37°С. Реакцию останавливают добавлением муравьиной кислоты до конечной концентрации 0,5%.In the case of the "express" protocol (2), inactivated biosamples are cooled for two hours at -200 ° C and centrifuged at 20,000 g for 20 minutes. The precipitate is dissolved in 50 mM ammonium bicarbonate buffer containing 0.1% Rapigest (Waters) and hydrolyzed with trypsin for 4 hours at 37 ° C. The reaction is stopped by adding formic acid to a final concentration of 0.5%.

В результате проведенных исследований было обнаружено, что использование «экспресс» протокола (2) позволяет лучше обнаруживать N-белок, чем более тщательный, обычно используемый для приготовления образца белка «стандартный» протокол (1). Вероятно, такое неочевидное различие объясняется тем, что при использовании «экспресс» протокола (2) в образцах детектируется значительно меньшее количество пептидов из так называемых «белков-хозяев», которые изначально присутствуют в исследуемом образце и для их эффективной детекции обычно требуются более тщательная пробоподготовка включающая этапы: восстановления, алкилирования, дегликозилирования и других подготовительных стадий для хорошего покрытия последовательности.As a result of the studies carried out, it was found that the use of the "express" protocol (2) allows better detection of the N-protein than the more thorough "standard" protocol usually used for preparing a protein sample (1). Probably, such a non-obvious difference is explained by the fact that when using the "express" protocol (2), a significantly smaller amount of peptides from the so-called "host proteins" are detected in the samples, which are initially present in the sample under study and for their effective detection, more careful sample preparation is usually required. including steps: reduction, alkylation, deglycosylation and other preparatory steps for good coverage of the sequence.

Также возможны и другие варианты пробоподготовки. В частности, может быть использовано ускоренное расщепление трипсином.Other options for sample preparation are also possible. In particular, accelerated trypsin digestion can be used.

«Быстрый» протокол (3) может быть реализован с использованием иммобилизированного трипсина. Иммобилизацию трипсина можно проводить на поверхности магнитных микросфер, например, могут использоваться карбоксильные функционализированные магнитные микросферы (BioMag Plus carboxyl). Иммобилизация проводится путем реакции между сукцинимидной группой на поверхности микросфер и аминной группой на трипсине, в соответствии с протоколом [10]. Использование такого протокола позволяет провести трипсинолиз в течение 15 минут. Применение «быстрого» протокола трипсинолиза (3) или других известных быстрых протоколов позволяет существенно ускорить общее время проведения анализа.The "fast" protocol (3) can be implemented using immobilized trypsin. Immobilization of trypsin can be carried out on the surface of magnetic microspheres, for example, carboxyl functionalized magnetic microspheres (BioMag Plus carboxyl) can be used. Immobilization is carried out by a reaction between a succinimide group on the surface of microspheres and an amine group on trypsin, in accordance with the protocol [10]. Using this protocol allows trypsinolysis to be performed within 15 minutes. The use of the "fast" protocol of trypsinolysis (3) or other known fast protocols can significantly speed up the overall analysis time.

На следующем этапе проводят масс-спектрометрический анализ и идентификацию триптических пептидов вируса SARS-CoV-2.At the next stage, mass spectrometric analysis and identification of tryptic peptides of the SARS-CoV-2 virus are carried out.

Масс-спектрометрия широко известна специалистам в данной области как мощный инструмент для анализа, идентификации и количественного определения различных типов молекул (классов соединений). Основой метода служит ионизация молекулы, приводящая к образованию «молекулярного иона», на основе которого проводится анализ и идентификация путем измерения отношения массы к заряду и интенсивности ионного тока, от соответствующего молекулярного иона. В зависимости от природы обнаруживаемой молекулы (например, белкового или небелкового происхождения), сложности образца (смесь или чистое вещество) и задачи исследования (например, качественный или количественный анализ), выбирается подходящий метод ионизации и масс-спектрометрии.Mass spectrometry is well known to those skilled in the art as a powerful tool for the analysis, identification and quantification of various types of molecules (classes of compounds). The method is based on the ionization of the molecule, leading to the formation of a "molecular ion", on the basis of which analysis and identification is carried out by measuring the ratio of mass to charge and the intensity of the ion current from the corresponding molecular ion. Depending on the nature of the detected molecule (for example, protein or non-protein origin), the complexity of the sample (mixture or pure substance) and the research problem (for example, qualitative or quantitative analysis), an appropriate ionization and mass spectrometry method is selected.

Последние достижения в области пептидного и белкового анализа с помощью масс-спектрометрии (MS) являются результатом разработок передовых методик ионизации, таких как электрораспылительная ионизация (ESI) и лазерная десорбция-ионизация в присутствии матрицы (MALDI). Электрораспылительная ионизация (ESI) предусматривает ионизацию при атмосферном давлении жидкого образца. В ходе процесса электрораспыления создаются высокозаряженные капли, которые при испарении создают ионы, характерные для содержащихся в растворе молекул. С помощью метода ESI стало возможным использовать масс-спектрометрию в тандеме с жидкостной хроматографией.Recent advances in peptide and protein analysis by mass spectrometry (MS) are the result of the development of advanced ionization techniques such as electrospray ionization (ESI) and matrix-assisted laser desorption ionization (MALDI). Electrospray Ionization (ESI) involves the ionization at atmospheric pressure of a liquid sample. During the electrospray process, highly charged droplets are created, which, when evaporated, create ions characteristic of the molecules contained in the solution. With the ESI method, it has become possible to use mass spectrometry in tandem with liquid chromatography.

Жидкостная хроматография в сочетании с масс-спектрометрией (LC-MS) является мощным инструментом для анализа и количественной оценки белка в сложных биообразцах. Поскольку пептиды, полученные в результате расщепления представляющего интерес белка и других белков биообразца, могут обладать одинаковой или сходной номинальной массой, то дополнительная фрагментация (MS/MS или MS2) зачастую дает уникальный фрагмент представляющего интерес пептида. Сочетание конкретного исходного пептида и его уникального фрагмента используется для избирательного мониторинга и количественной оценке концентрации пептида и соответствующего ему белка. Такой подход называется «мониторинг множественных реакций» (MRM), также используется термин «мониторинг выбранных реакций» (SRM), и является наиболее широко используемым способом количественной оценки белка. Еще одним подходом является мониторинг параллельных реакций (PRM).Liquid chromatography combined with mass spectrometry (LC-MS) is a powerful tool for analyzing and quantifying protein in complex biosamples. Since peptides obtained from cleavage of the protein of interest and other proteins of the biosample may have the same or similar nominal mass, additional fragmentation (MS / MS or MS2) often results in a unique fragment of the peptide of interest. The combination of a specific parent peptide and its unique fragment is used to selectively monitor and quantify the concentration of the peptide and its corresponding protein. This approach is called “Multiple Response Monitoring” (MRM), also referred to as “Selected Response Monitoring” (SRM), and is the most widely used method for quantifying protein. Another approach is parallel response monitoring (PRM).

Для разработки количественного метода под определенную панель белков выбираются и синтезируются соответствующие им триптические пептиды. Обычно синтезируется пара пептидов-стандартов: немеченный «легкий» пептид (NAT), полностью аналогичный природному пептиду, и парный ему меченный стабильными изотопами «тяжелый» пептид (SIS). Для количественного анализа проводится построение калибровочной кривой для каждой пары пептидов (NAT/SIS) путем разведения переменного количества легкого пептида в необходимом диапазоне концентраций, с добавлением одинакового количества SIS-пептида, как внутреннего стандарта для нормализации сигнала и количественной оценки концентрации немеченных пептидов. Для контроля точности калибровочной кривой используются дополнительные образцы контроля качества (QC), подготовленные при разведении пептидов-стандартов. Полученные калибровочные кривые для всех пептидных пар могут использоваться в дальнейшем для количественного анализа соответствующих природных белков и пептидов. Все перечисленные подходы могут быть использованы для идентификации и количественного анализа вирусного N-белка (P0DTC9|NCAP_SARS2) в образце. Например, может быть использована соответствующая панель изотопно-меченных пептидов, в которой С-концевой лизин или аргинин помечены изотопами 13С и 15N: K (+8 Да; 6х 13С, 2х 15N), R (+10 Да; 6х 13С, 4х 15N).To develop a quantitative method for a specific panel of proteins, the corresponding tryptic peptides are selected and synthesized. Usually, a pair of standard peptides is synthesized: an unlabeled "light" peptide (NAT), which is completely analogous to a natural peptide, and a paired, labeled with stable isotopes "heavy" peptide (SIS). For quantitative analysis, a calibration curve is constructed for each pair of peptides (NAT / SIS) by diluting a variable amount of light peptide in the required concentration range, with the addition of the same amount of SIS peptide as an internal standard for signal normalization and quantitative assessment of the concentration of unlabeled peptides. To control the accuracy of the calibration curve, additional quality control (QC) samples prepared by diluting the standard peptides are used. The obtained calibration curves for all peptide pairs can be used further for the quantitative analysis of the corresponding natural proteins and peptides. All of these approaches can be used to identify and quantify viral N-protein (P0DTC9 | NCAP_SARS2) in a sample. For example, an appropriate panel of isotopically labeled peptides can be used, in which the C-terminal lysine or arginine is labeled with 13 C and 15 N isotopes: K (+8 Da; 6x 13C, 2x 15N), R (+10 Da; 6x 13C, 4x 15N).

В частном варианте осуществления изобретения пептиды, полученные в результате гидролиза трипсином на предыдущем этапе, могут быть проанализированы в режиме LC-MS/MS с использованием нанопоточной высокоэфективной жидкостной хроматографической (нано-ВЭЖХ) системы Dionex Ultimate3000 (Thermo Fisher Scientific, США), соединенной с время-пролетным масс-спектрометром TIMS TOF Pro (Bruker Daltonics, США), работающем в режиме спектрометрии подвижности захваченных ионов (TIMS). Загруженный объем образца при этом составляет 2 мкл на инъекцию. Разделение ВЭЖХ проводят с помощью насадочной эмиттерной колонки (С18, 25 см х 75 мкм, 1,6 мкм) методом градиентного элюирования. Подвижная фаза А - 0,1% муравьиной кислоты в воде; подвижная фаза В - 0,1% муравьиной кислоты в ацетонитриле. Разделение нано-ВЭЖХ достигают при расходе 400 нл/мин. с использованием 40-минутного градиента от 4% до 90% фазы В.In a particular embodiment of the invention, the peptides obtained as a result of hydrolysis by trypsin in the previous step can be analyzed in LC-MS / MS mode using a Dionex Ultimate3000 nanoflow high-performance liquid chromatographic (nano-HPLC) system (Thermo Fisher Scientific, USA) connected to Time-of-flight mass spectrometer TIMS TOF Pro (Bruker Daltonics, USA) operating in the mode of trapped ion mobility spectrometry (TIMS). The loaded sample volume is 2 μl per injection. HPLC separation was carried out using a packed emitter column (C18, 25 cm x 75 μm, 1.6 μm) using a gradient elution method. Mobile phase A - 0.1% formic acid in water; mobile phase B - 0.1% formic acid in acetonitrile. Separation of nano-HPLC is achieved at a flow rate of 400 nl / min. using a 40-minute gradient from 4% to 90% of phase B.

Специалисту понятно, что могут быть использованы и другие методы идентификации пептидов при помощи масс спектрометрии.The skilled person will understand that other methods for identifying peptides using mass spectrometry can be used.

В результате проведенных исследований, более подробно описанных в разделе «примеры» ниже, была разработана панель пептидов N-белка (P0DTC9|NCAP_SARS2) коронавируса SARS-CoV-2, имеющих последовательности SEQ ID NO: 1-19, которая может быть использована в качестве панели биомаркеров для проведения надежной идентификации вируса SARS-CoV-2, с хорошей клинической чувствительностью и специфичностью. На Фиг. 1, демонстрирующей покрытие последовательности N-белка входящими в панель пептидами, приведена аминокислотная последовательность N-белка коронавируса SARS-CoV (P0DTC9|NCAP_SARS2), на которой жирным шрифтом и подчеркиванием выделены пептиды, входящие в разработанную авторами изобретения панель пептидов. В таблице 1 приведен перечень всех пептидов, входящих в разработанную авторами панель.As a result of the studies carried out, described in more detail in the "examples" section below, a panel of N-protein peptides (P0DTC9 | NCAP_SARS2) of the SARS-CoV-2 coronavirus was developed, having the sequences SEQ ID NO: 1-19, which can be used as panels of biomarkers for performing reliable identification of the SARS-CoV-2 virus, with good clinical sensitivity and specificity. FIG. 1, showing the coverage of the N-protein sequence by the peptides of the panel, shows the amino acid sequence of the N-protein of the SARS-CoV coronavirus (P0DTC9 | NCAP_SARS2), in which the peptides included in the peptide panel developed by the inventors are highlighted in bold and underlined. Table 1 shows a list of all peptides included in the panel developed by the authors.

Figure 00000001
Figure 00000001

Важно отметить, что в панели почти все пептиды являются уникальными именно для SARS-CoV-2. Такие уникальные пептиды отмечены в Таблице 1 жирным шрифтом и подчеркиванием.It is important to note that almost all peptides in the panel are unique to SARS-CoV-2. Such unique peptides are indicated in Table 1 in bold and underlined.

В то же время, как показали проведенные исследования, выявление в образце лишь одного пептида, входящего в разработанную панель N-белка (P0DTC9|NCAP_SARS2) коронавируса SARS-CoV-2, недостаточно для надежного детектирования вируса SARS-CoV-2 в образце. Для более точной идентификации вируса необходимо детектирование по меньшей мере 2-х пептидов, входящих в разработанную панель пептидов N-белка, причем по меньшей мере один выявленный в образце пептид должен быть уникальным для SARS-CoV-2, т.е. представлять собой пептид, выбранный из: SEQ ID NO: 1, SEQ ID NO: 3 - SEQ ID NO: 9, SEQ ID NO: 12 - SEQ ID NO: 19.At the same time, as the studies have shown, the detection in a sample of only one peptide included in the developed panel of the N-protein (P0DTC9 | NCAP_SARS2) of the SARS-CoV-2 coronavirus is insufficient for reliable detection of the SARS-CoV-2 virus in the sample. For more accurate identification of the virus, it is necessary to detect at least 2 peptides included in the developed panel of N-protein peptides, and at least one peptide detected in the sample should be unique for SARS-CoV-2, i.e. is a peptide selected from: SEQ ID NO: 1, SEQ ID NO: 3 - SEQ ID NO: 9, SEQ ID NO: 12 - SEQ ID NO: 19.

Таким образом, в результате проведенных исследований была разработана панель уникальных легко обнаруживаемых пептидов, полученных в результате гидролиза белка нуклеокапсида SARS-CoV-2. Разработанная пептидная панель может использоваться в качестве мишеней для создания высокоспецифичных и чувствительных методов обнаружения вируса SARS-CoV-2 в образцах на основе масс-спектрометрии, в том числе с применением мониторинга параллельных реакций (PRM) или быстрых параллельных масс-спектрометрических подходов, основанных на иммунопреципитации и лазерной десорбции/ионизации в присутствии матрицы (iMALDI), позволяющим очень быстро проверить наличие вируса в образце.Thus, as a result of the conducted studies, a panel of unique easily detectable peptides obtained as a result of hydrolysis of the SARS-CoV-2 nucleocapsid protein was developed. The developed peptide panel can be used as targets for creating highly specific and sensitive methods for detecting the SARS-CoV-2 virus in samples based on mass spectrometry, including the use of parallel reaction monitoring (PRM) or rapid parallel mass spectrometric approaches based on immunoprecipitation and laser desorption / ionization in the presence of a matrix (iMALDI), allowing very quickly to check for the presence of virus in the sample.

Описанный подход показывает уверенную идентификацию N-белка в образцах даже при самых низких вирусных нагрузках и низком содержании вируса с помощью достаточно простой процедуры пробоподготовки.The described approach demonstrates reliable identification of the N-protein in samples even at the lowest viral loads and low viral content using a fairly simple sample preparation procedure.

При этом использование процедур быстрого трипсинолиза (~15 мин), быстрых процедур масс-спектрометрии (~15 мин) и применение автоматизации пробоподготовки позволяет провести анализ очень быстро, за время менее 1 часа (60 мин).At the same time, the use of fast trypsinolysis procedures (~ 15 min), fast mass spectrometry procedures (~ 15 min) and the use of automation of sample preparation make it possible to carry out the analysis very quickly, in less than 1 hour (60 min).

Нижеследующие примеры осуществления способа приведены в целях раскрытия характеристик настоящего изобретения, и их не следует рассматривать как каким-либо образом ограничивающие объем изобретения.The following examples of the implementation of the method are given in order to disclose the characteristics of the present invention, and should not be construed as in any way limiting the scope of the invention.

Пример 1. Сбор образцов и инактивация вирусаExample 1. Collection of samples and inactivation of the virus

Все процедуры по сбору, транспортировке и подготовке образцов проводились в соответствии с ограничениями и протоколами при работе с микроорганизмами уровня биологической безопасности III патогенности (опасности)».All procedures for the collection, transportation and preparation of samples were carried out in accordance with the restrictions and protocols when working with microorganisms of the level of biological safety III pathogenicity (hazard). "

Для детектирования вируса SARS-CoV-2 использовали соскобы слизистой оболочки нижней части носоглотки и задней стенки ротоглотки. Образцы собирали с помощью стерильного велюрового тампона с пластиковым аппликатором. Тампон вводили вдоль наружной стенки носа на глубину 2-3 см до нижней оболочки, а после проведения вращательного движения удаляли вдоль наружной стенки носа. После взятия материала тампон помещали до места разрушения в стерильную одноразовую трубку с транспортной средой и конец зонда отламывали. Ротоглоточные мазки брали сухими стерильными вискозными тампонами вращательными движениями вдоль поверхности миндалин, небных дуг и задней стенки ротоглотки. Чтобы увеличить концентрацию вируса, носоглоточные и ротоглоточные мазки помещают в одну пробирку, которая затем герметизируется и маркируется.To detect the SARS-CoV-2 virus, scrapings of the mucous membrane of the lower part of the nasopharynx and the posterior wall of the oropharynx were used. Samples were collected using a sterile velor swab with a plastic applicator. The tampon was inserted along the outer wall of the nose to a depth of 2-3 cm to the lower shell, and after the rotational movement was performed, it was removed along the outer wall of the nose. After taking the material, the tampon was placed to the point of destruction in a sterile disposable tube with a transport medium, and the end of the probe was broken off. Oropharyngeal swabs were taken with dry sterile viscose tampons with rotational movements along the surface of the tonsils, palatine arches and the posterior wall of the oropharynx. To increase the concentration of the virus, nasopharyngeal and oropharyngeal swabs are placed in one tube, which is then sealed and labeled.

Образцы эпителиальных мазков из носоглотки были взяты у 5 пациентов с инфекцией COVID-19, подтвержденной RT-qPCR. Отрицательные контрольные образцы были взяты у 3-х здоровых лиц.Epithelial nasopharyngeal swab samples were collected from 5 patients with RT-qPCR confirmed COVID-19 infection. Negative control samples were taken from 3 healthy individuals.

Инактивация вируса в отобранных образцах проводилась в соответствии с методикой, описанной выше.Inactivation of the virus in the collected samples was carried out in accordance with the method described above.

Пример 2. Приготовление образцов для масс спектрометрииExample 2. Preparation of samples for mass spectrometry

После инактивации вируса была проведена пробоподготовка отобранных образцов в соответствии с протоколами «стандартный» (1) или «экспресс» (2), описанными выше, в результате которой было достигнуто осаждение общего белка, содержащегося в образцах, и его гидролиз трипсином.After inactivation of the virus, sample preparation of the selected samples was carried out in accordance with the "standard" (1) or "express" (2) protocols described above, as a result of which precipitation of the total protein contained in the samples was achieved and its hydrolysis with trypsin.

Пробоподготовка части биообразцов, полученных у пациентов с инфекцией COVID-19, подтвержденной методом RT-qPCR, была проведена в соответствии с протоколом (1) (пациенты 1-3), пробоподготовка другой части биообразцов, полученных у пациентов с инфекцией COVID-19 (пациенты 4-5), а также биообразцов взятых у здоровых лиц, была проведена по протоколу (2) (см. Фиг. 3 и 4).Sample preparation of part of biosamples obtained from patients with COVID-19 infection confirmed by RT-qPCR method was carried out in accordance with protocol (1) (patients 1-3), sample preparation of another part of biosamples obtained from patients with COVID-19 infection (patients 4-5), as well as biosamples taken from healthy individuals, was carried out according to protocol (2) (see Fig. 3 and 4).

Пример 3. LC-MS/MS метод (сочетание жидкостной хроматографии и тандемной масс-спектрометрии)Example 3. LC-MS / MS method (combination of liquid chromatography and tandem mass spectrometry)

Пептиды после расщепления трипсином анализировали в двух повторах на нано-ВЭЖХ-системе Dionex Ultimate 3000 (Thermo Fisher Scientific, США), соединенной с масс-спектрометром TIMS TOF Pro (Bruker Daltonics, США), с использованием метода сбора данных с помощью параллельного накопления и последовательной фрагментации (PASEF) в режиме DDA (сбор данных в зависимости от данных). Настройки источника электроспрея (ESI) были следующими: напряжение на капилляре - 4500 В, потенциал смещения торцевой пластины - 500 В, расход сухого газа - 3,0 л/мин при температуре 180°С. Измерения проводились в диапазоне масса/заряд (m/z) от 100 до 1700. Диапазон подвижности ионов включал значения от 0,60 до 1,60 В⋅с/см2 (1/k0, где k0 - подвижность ионов). Общее время цикла было установлено равным 1,16 с, а количество сканирований PASEF MS/MS - 10. Для малых количеств образцов общее время цикла было установлено равным 1,88 с. Peptides after trypsin digestion were analyzed in duplicate on a Dionex Ultimate 3000 nano-HPLC system (Thermo Fisher Scientific, USA) connected to a TIMS TOF Pro mass spectrometer (Bruker Daltonics, USA) using the method of data collection using parallel accumulation and Sequential fragmentation (PASEF) in DDA mode (data-driven acquisition). The electrical spray source (ESI) settings were as follows: capillary voltage - 4500 V, end plate displacement potential - 500 V, dry gas flow rate - 3.0 L / min at 180 ° C. The measurements were carried out in the mass / charge (m / z) range from 100 to 1700. The ion mobility range included values from 0.60 to 1.60 V⋅s / cm 2 (1 / k0, where k0 is the ion mobility). The total cycle time was set to 1.16 s and the number of PASEF MS / MS scans was 10. For small sample quantities, the total cycle time was set to 1.88 s.

На Фиг. 2 приведены примеры масс-спектров фрагментации триптических пептидов (Фиг. 2а - пептид RPQGLPNNTASWFTALTQHGK, Фиг. 2б - пептид DGIIWVATEGALNTPK).FIG. 2 shows examples of mass spectra of fragmentation of tryptic peptides (Fig. 2a - RPQGLPNNTASWFTALTQHGK peptide, Fig. 2b - DGIIWVATEGALNTPK peptide).

Пример 4. Анализ данныхExample 4. Data Analysis

Полученные данные были проанализированы с использованием программного обеспечения PEAKS Studio 8.5, а также программы MaxQuant версии 1.6.7.0 с использованием следующих параметров: погрешность измерения массы родительского иона - 20 ppm; погрешность массы фрагментна - 0,03 Да. Окисление метионина и карбамидометилирование остатков цистеина были установлены как возможные вариабельные модификации и допускалось до 3-х вариабельных модификаций на пептид. Поиск проводился с использованием базы данных Swissprot SARS-COV-2, в качестве базы данных для «загрязнения» была выбрана база белков человека. Пороговые значения FDR для всех этапов были установлены на уровне 0,01 (1%) или ниже.The data obtained were analyzed using the PEAKS Studio 8.5 software and MaxQuant version 1.6.7.0 using the following parameters: the error in measuring the mass of the parent ion - 20 ppm; fragment mass error - 0.03 Da. Methionine oxidation and carbamidomethylation of cysteine residues were identified as possible variable modifications and up to 3 variable modifications per peptide were allowed. The search was carried out using the Swissprot SARS-COV-2 database, and the human protein database was selected as the database for "contamination". The FDR thresholds for all stages were set at 0.01 (1%) or lower.

В результате проведенного анализа в каждом образце были идентифицированы пептиды, относящиеся к примерно 1000-1500 белков. При этом в ряде образцов были зарегистрированы пептиды, относящиеся N-белку (P0DTC9|NCAP_SARS2) коронавируса SARS-CoV-2 (Фиг. 1). Достоверность данных подтвердилась проведением детектирования в нескольких повторах, а также использованием для анализа данных 2-х разных программ. При этом проведенный анализ показал, что все образцы, в которых были идентифицированы пептиды, относящиеся N-белку, были взяты у пациентов с инфекцией COVID-19, ранее подтвержденной методом RT-qPCR. Кроме того, ни в одном из контрольных образцов, взятых у здоровых лиц, пептидов, относящихся N-белку, выявлено не было (Фиг. 3-4). Таким образом, проведенный анализ позволил идентифицировать панель пептидов N-белка (P0DTC9|NCAP_SARS2) коронавируса SARS-CoV-2, имеющих последовательности SEQ ID NO: 1-19, которая может быть использована в качестве панели биомаркеров для проведения надежной идентификации вируса SARS-CoV-2, с хорошей клинической чувствительностью и специфичностью.As a result of the analysis performed, peptides related to approximately 1000-1500 proteins were identified in each sample. At the same time, peptides related to the N-protein (P0DTC9 | NCAP_SARS2) of the SARS-CoV-2 coronavirus were registered in a number of samples (Fig. 1). The reliability of the data was confirmed by carrying out the detection in several repetitions, as well as using 2 different programs for data analysis. At the same time, the analysis showed that all samples in which peptides related to the N-protein were identified were taken from patients with COVID-19 infection, previously confirmed by the RT-qPCR method. In addition, in none of the control samples taken from healthy individuals, peptides related to the N-protein were detected (Fig. 3-4). Thus, the analysis made it possible to identify a panel of N-protein peptides (P0DTC9 | NCAP_SARS2) of the SARS-CoV-2 coronavirus, having the sequences SEQ ID NO: 1-19, which can be used as a panel of biomarkers for reliable identification of the SARS-CoV virus -2, with good clinical sensitivity and specificity.

Результаты дополнительного анализа, проведенного на большем количестве образцов, показали, что выявление в образце лишь одного пептида, входящего в панель N-белка (P0DTC9|NCAP_SARS2) коронавируса SARS-CoV-2, недостаточно для надежного детектирования вируса SARS-CoV-2 в образце. Необходимо детектирование по меньшей мере 2-х пептидов, входящих в разработанную панель пептидов N-белка, с обнаружением по меньшей мере одного пептида, уникального для SARS-CoV-2, приведенных в Таблице 1.The results of an additional analysis carried out on a larger number of samples showed that the detection in the sample of only one peptide included in the N-protein panel (P0DTC9 | NCAP_SARS2) of the SARS-CoV-2 coronavirus is insufficient for reliable detection of the SARS-CoV-2 virus in the sample. ... It is necessary to detect at least 2 peptides included in the developed panel of N-protein peptides, with the detection of at least one peptide unique to SARS-CoV-2, shown in Table 1.

Пример 5. Применение разработанной панели пептидов N-белка для идентификации вируса SARS-CoV-2 в образцеExample 5. Application of the developed panel of N-protein peptides for identification of SARS-CoV-2 virus in a sample

Для проведения анализа был взят образец ткани плаценты, полученной от пациентки с инфекцией COVID-19, ранее подтвержденной методом RT-qPCR. После инактивации вируса и проведения пробоподготовки, включающей осаждение общего белка, содержащегося в образце, и его гидролиз трипсином, был проведен анализ триптических пептидов с помощью масс-спектрометрии и сравнение результатов масс-спектрометрии с разработанной панелью пептидов. В результате проведенного анализа в образце были выявлены входящие в разработанную панель пептиды DGIIWVATEGALNTPK (SEQ ID:NO: 5) и NPANNAAIVLQLPQGTTLPK (SEQ ID:NO 6), свидетельствующие о наличии вируса COVID-19 в анализируемом образце (Фиг. 5).For the analysis, a sample of placental tissue obtained from a patient with COVID-19 infection, previously confirmed by the RT-qPCR method, was taken. After inactivation of the virus and carrying out sample preparation, including the precipitation of the total protein contained in the sample and its hydrolysis with trypsin, the analysis of tryptic peptides using mass spectrometry was carried out and the results of mass spectrometry were compared with the developed panel of peptides. As a result of the analysis, the peptides DGIIWVATEGALNTPK (SEQ ID: NO: 5) and NPANNAAIVLQLPQGTTLPK (SEQ ID: NO 6) included in the developed panel were identified in the sample, indicating the presence of the COVID-19 virus in the analyzed sample (Fig. 5).

Несмотря на то, что изобретение описано со ссылкой на раскрываемые варианты воплощения, для специалистов в данной области должно быть очевидно, что конкретные подробно описанные эксперименты приведены лишь в целях иллюстрирования настоящего изобретения и их не следует рассматривать как каким-либо образом ограничивающие объем изобретения. Должно быть понятно, что возможно осуществление различных модификаций без отступления от сути настоящего изобретения.Although the invention has been described with reference to the disclosed embodiments, it should be apparent to those skilled in the art that the specific experiments described in detail are provided for the purpose of illustrating the present invention only and should not be construed as in any way limiting the scope of the invention. It should be understood that various modifications are possible without departing from the spirit of the present invention.

Цитируемые документы:Cited documents:

[1] Coronavirus disease (COVID-2019) situation reports https://www.who.int/emergencies/diseases/novel-coronavirus-2019/situation-reports[1] Coronavirus disease (COVID-2019) situation reports https://www.who.int/emergencies/diseases/novel-coronavirus-2019/situation-reports

[2] WHO Coronavirus Disease (COVID-19) Dashboard https://covid19.who.int/[2] WHO Coronavirus Disease (COVID-19) Dashboard https://covid19.who.int/

[3] Virological assessment of hospitalized patients with COVID-2019 https://www.nature.com/articles/s41586-020-2196-x[3] Virological assessment of hospitalized patients with COVID-2019 https://www.nature.com/articles/s41586-020-2196-x

[4] Mass-Spectrometric Detection of SARS-CoV-2 Virus in Scrapings of the Epithelium of the Nasopharynx of Infected Patients via Nucleocapsid N Protein. Nikolaev EN, Indeykina Ml, Brzhozovskiy AG, Bugrova AE, Kononikhin AS, Starodubtseva NL, Petrotchenko EV, Kovalev GI, Borchers CH, Sukhikh GT // J Proteome Res. 2020 Nov 6;19(11):4393-4397. doi: 10.1021 /acs.jproteome.0c00412.[4] Mass-Spectrometric Detection of SARS-CoV-2 Virus in Scrapings of the Epithelium of the Nasopharynx of Infected Patients via Nucleocapsid N Protein. Nikolaev EN, Indeykina Ml, Brzhozovskiy AG, Bugrova AE, Kononikhin AS, Starodubtseva NL, Petrotchenko EV, Kovalev GI, Borchers CH, Sukhikh GT // J Proteome Res. 2020 Nov 6; 19 (11): 4393-4397. doi: 10.1021 /acs.jproteome.0c00412.

[5] Gaither C, Popp R, Mohammed Y, Borchers CH. Determination of the concentration range for 267 proteins from 21 lots of commercial human plasma using highly multiplexed multiple reaction monitoring mass spectrometry //.Analyst. 2020 May 18; 145(10):3634-3644. doi: 10.1039/c9an01893j.[5] Gaither C, Popp R, Mohammed Y, Borchers CH. Determination of the concentration range for 267 proteins from 21 lots of commercial human plasma using highly multiplexed multiple reaction monitoring mass spectrometry // Analyst. 2020 May 18; 145 (10): 3634-3644. doi: 10.1039 / c9an01893j.

[6] Ihling C, Tänzler D, Hagemann S, Kehlen A, Hüttelmaier S, Arlt C, Sinz A. Mass Spectrometric Identification of SARS-CoV-2 Proteins from Gargle Solution Samples of COVID-19 Patients // J Proteome Res. 2020 Nov 6;19(11):4389-4392. doi: 10.1021/acs.jproteome.0c00280. Epub 2020 Jun 23.[6] Ihling C, Tänzler D, Hagemann S, Kehlen A, Hüttelmaier S, Arlt C, Sinz A. Mass Spectrometric Identification of SARS-CoV-2 Proteins from Gargle Solution Samples of COVID-19 Patients // J Proteome Res. 2020 Nov 6; 19 (11): 4389-4392. doi: 10.1021 / acs.jproteome.0c00280. Epub 2020 Jun 23.

[7] Laboratory biosafety guidance related to the novel coronavirus (2019-nCoV) https://www.who.int/docs/default-source/coronaviruse/laboratory-biosafety-novel-coronavirus-version-1 -1.pdf?sfvrsn=912a9847_2.[7] Laboratory biosafety guidance related to the novel coronavirus (2019-nCoV) https://www.who.int/docs/default-source/coronaviruse/laboratory-biosafety-novel-coronavirus-version-1 -1.pdf? sfvrsn = 912a9847_2.

[8] Darnell M.E., Taylor D.R. Evaluation of inactivation methods for severe acute respiratory syndrome coronavirus in noncellular blood products// Transfusion. 2006 Oct; 46(10): 1770-7.[8] Darnell M.E., Taylor D.R. Evaluation of inactivation methods for severe acute respiratory syndrome coronavirus in noncellular blood products // Transfusion. 2006 Oct; 46 (10): 1770-7.

[9] Rabenau, H. F., J. Cinatl, B. Morgenstern, G. Bauer, W. Preiser, and H. W. Doerr. 2005. Stability and inactivation of SARS coronavirus // Med. Microbiol. Immunol. (Berl.). 194:1-6.[9] Rabenau, H. F., J. Cinatl, B. Morgenstern, G. Bauer, W. Preiser, and H. W. Doerr. 2005. Stability and inactivation of SARS coronavirus // Med. Microbiol. Immunol. (Berl.). 194: 1-6.

[10] Sun L, Li Y, Yang P, Zhu G, Dovichi NJ. High efficiency and quantitatively reproducible protein digestion by trypsin-immobilized magnetic microspheres. J Chromatogr A. 2012; 1220:68.[10] Sun L, Li Y, Yang P, Zhu G, Dovichi NJ. High efficiency and quantitatively reproducible protein digestion by trypsin-immobilized magnetic microspheres. J Chromatogr A. 2012; 1220: 68.


--->--->

ПЕРЕЧЕНЬ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЕЙ LIST OF SEQUENCES

<110> АВТОНОМНАЯ НЕКОММЕРЧЕСКАЯ ОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ <110> AUTONOMOUS NON-PROFIT EDUCATIONAL ORGANIZATION OF HIGHER EDUCATION

"СКОЛКОВСКИЙ ИНСТИТУТ НАУКИ И ТЕХНОЛОГИЙ" "SKOLKOVO INSTITUTE OF SCIENCE AND TECHNOLOGY"

<120> Способ детектирования вируса SARS-CoV-2 методом масс-спектрометрии <120> Method for detecting SARS-CoV-2 virus by mass spectrometry

<130> 428398 <130> 428398

<160> 19 <160> 19

<170> BiSSAP 1.3.6 <170> BiSSAP 1.3.6

<210> 1 <210> 1

<211> 18 <211> 18

<212> PRT <212> PRT

<213> SARS coronavirus <213> SARS coronavirus

<400> 1 <400> 1

Ile Thr Phe Gly Gly Pro Ser Asp Ser Thr Gly Ser Asn Gln Asn Gly Glu Arg Ile Thr Phe Gly Gly Pro Ser Asp Ser Thr Gly Ser Asn Gln Asn Gly Glu Arg

1 5 10 15 1 5 10 15

<210> 2 <210> 2

<211> 21 <211> 21

<212> PRT <212> PRT

<213> SARS coronavirus <213> SARS coronavirus

<400> 2 <400> 2

Arg Pro Gln Gly Leu Pro Asn Asn Thr Ala Ser Trp Phe Thr Ala Leu Thr Gln His Gly Lys Arg Pro Gln Gly Leu Pro Asn Asn Thr Ala Ser Trp Phe Thr Ala Leu Thr Gln His Gly Lys

1 5 10 15 20 1 5 10 15 20

<210> 3 <210> 3

<211> 20 <211> 20

<212> PRT <212> PRT

<213> SARS coronavirus <213> SARS coronavirus

<400> 3 <400> 3

Gly Gln Gly Val Pro Ile Asn Thr Asn Ser Ser Pro Asp Asp Gln Ile Gly Tyr Tyr Arg Gly Gln Gly Val Pro Ile Asn Thr Asn Ser Ser Pro Asp Asp Gln Ile Gly Tyr Tyr Arg

1 5 10 15 20 1 5 10 15 20

<210> 4 <210> 4

<211> 20 <211> 20

<212> PRT <212> PRT

<213> SARS coronavirus <213> SARS coronavirus

<400> 4 <400> 4

Trp Tyr Phe Tyr Tyr Leu Gly Thr Gly Pro Glu Ala Gly Leu Pro Tyr Gly Ala Asn Lys Trp Tyr Phe Tyr Tyr Leu Gly Thr Gly Pro Glu Ala Gly Leu Pro Tyr Gly Ala Asn Lys

1 5 10 15 20 1 5 10 15 20

<210> 5 <210> 5

<211> 16 <211> 16

<212> PRT <212> PRT

<213> SARS coronavirus <213> SARS coronavirus

<400> 5 <400> 5

Asp Gly Ile Ile Trp Val Ala Thr Glu Gly Ala Leu Asn Thr Pro Lys Asp Gly Ile Ile Trp Val Ala Thr Glu Gly Ala Leu Asn Thr Pro Lys

1 5 10 15 1 5 10 15

<210> 6 <210> 6

<211> 20 <211> 20

<212> PRT <212> PRT

<213> SARS coronavirus <213> SARS coronavirus

<400> 6 <400> 6

Asn Pro Ala Asn Asn Ala Ala Ile Val Leu Gln Leu Pro Gln Gly Thr Thr Leu Pro Lys Asn Pro Ala Asn Asn Ala Ala Ile Val Leu Gln Leu Pro Gln Gly Thr Thr Leu Pro Lys

1 5 10 15 20 1 5 10 15 20

<210> 7 <210> 7

<211> 17 <211> 17

<212> PRT <212> PRT

<213> SARS coronavirus <213> SARS coronavirus

<400> 7 <400> 7

Met Ala Gly Asn Gly Gly Asp Ala Ala Leu Ala Leu Leu Leu Leu Asp Arg Met Ala Gly Asn Gly Gly Asp Ala Ala Leu Ala Leu Leu Leu Leu Asp Arg

1 5 10 15 1 5 10 15

<210> 8 <210> 8

<211> 17 <211> 17

<212> PRT <212> PRT

<213> SARS coronavirus <213> SARS coronavirus

<220> <220>

<221> MOD_RES <221> MOD_RES

<222> (1)..(1) <222> (1) .. (1)

<223> окисление <223> oxidation

<400> 8 <400> 8

Met Ala Gly Asn Gly Gly Asp Ala Ala Leu Ala Leu Leu Leu Leu Asp Arg Met Ala Gly Asn Gly Gly Asp Ala Ala Leu Ala Leu Leu Leu Leu Asp Arg

1 5 10 15 <210> 9 1 5 10 15 <210> 9

<211> 24 <211> 24

<212> PRT <212> PRT

<213> SARS coronavirus <213> SARS coronavirus

<400> 9 <400> 9

Met Ala Gly Asn Gly Gly Asp Ala Ala Leu Ala Leu Leu Leu Leu Asp Met Ala Gly Asn Gly Gly Asp Ala Ala Leu Ala Leu Leu Leu Leu Asp

1 5 10 15 1 5 10 15

Arg Leu Asn Gln Leu Glu Ser Lys Arg Leu Asn Gln Leu Glu Ser Lys

20 twenty

<210> 10 <210> 10

<211> 17 <211> 17

<212> PRT <212> PRT

<213> SARS coronavirus <213> SARS coronavirus

<400> 10 <400> 10

Arg Gly Pro Glu Gln Thr Gln Gly Asn Phe Gly Asp Gln Glu Leu Ile Arg Arg Gly Pro Glu Gln Thr Gln Gly Asn Phe Gly Asp Gln Glu Leu Ile Arg

1 5 10 15 <210> 12 1 5 10 15 <210> 12

<211> 19 <211> 19

<212> PRT <212> PRT

<213> SARS coronavirus <213> SARS coronavirus

<210> 11 <210> 11

<211> 16 <211> 16

<212> PRT <212> PRT

<213> SARS coronavirus <213> SARS coronavirus

<400> 11 <400> 11

Gly Pro Glu Gln Thr Gln Gly Asn Phe Gly Asp Gln Glu Leu Ile Arg Gly Pro Glu Gln Thr Gln Gly Asn Phe Gly Asp Gln Glu Leu Ile Arg

1 5 10 151 5 10 15

<400> 12 <400> 12

Ile Gly Met Glu Val Thr Pro Ser Gly Thr Trp Leu Thr Tyr Thr Gly Ala Ile Lys Ile Gly Met Glu Val Thr Pro Ser Gly Thr Trp Leu Thr Tyr Thr Gly Ala Ile Lys

1 5 10 15 1 5 10 15

<210> 13 <210> 13

<211> 9 <211> 9

<212> PRT <212> PRT

<213> SARS coronavirus <400> 13 <213> SARS coronavirus <400> 13

Leu Asp Asp Lys Asp Pro Asn Phe Lys Leu Asp Asp Lys Asp Pro Asn Phe Lys

1 5 fifteen

<210> 14 <210> 14

<211> 17 <211> 17

<212> PRT <212> PRT

<213> SARS coronavirus <213> SARS coronavirus

<400> 14 <400> 14

Leu Asp Asp Lys Asp Pro Asn Phe Lys Asp Gln Val Ile Leu Leu Asn Lys Leu Asp Asp Lys Asp Pro Asn Phe Lys Asp Gln Val Ile Leu Leu Asn Lys

1 5 10 15 1 5 10 15

<210> 15 <210> 15

<211> 11 <211> 11

<212> PRT <212> PRT

<213> SARS coronavirus <213> SARS coronavirus

<400> 15 <400> 15

Lys Ala Asp Glu Thr Gln Ala Leu Pro Gln Arg Lys Ala Asp Glu Thr Gln Ala Leu Pro Gln Arg

1 5 10 1 5 10

<210> 16 <210> 16

<211> 10 <211> 10

<212> PRT <212> PRT

<213> SARS coronavirus <213> SARS coronavirus

<400> 16 <400> 16

Ala Asp Glu Thr Gln Ala Leu Pro Gln Arg Ala Asp Glu Thr Gln Ala Leu Pro Gln Arg

1 5 10 1 5 10

<210> 17 <210> 17

<211> 18 <211> 18

<212> PRT <212> PRT

<213> SARS coronavirus <213> SARS coronavirus

<400> 17 <400> 17

Lys Gln Gln Thr Val Thr Leu Leu Pro Ala Ala Asp Leu Asp Asp Phe Ser Lys Lys Gln Gln Thr Val Thr Leu Leu Pro Ala Ala Asp Leu Asp Asp Phe Ser Lys

1 5 10 15 1 5 10 15

<210> 18<210> 18

<211> 17<212> PRT <211> 17 <212> PRT

<213> SARS coronavirus <213> SARS coronavirus

<400> 18 <400> 18

Gln Gln Thr Val Thr Leu Leu Pro Ala Ala Asp Leu Asp Asp Phe Ser Lys Gln Gln Thr Val Thr Leu Leu Pro Ala Ala Asp Leu Asp Asp Phe Ser Lys

1 5 10 15 1 5 10 15

<210> 19 <210> 19

<211> 14 <211> 14

<212> PRT <212> PRT

<213> SARS coronavirus <213> SARS coronavirus

<400> 19 <400> 19

Gln Leu Gln Gln Ser Met Ser Ser Ala Asp Ser Thr Gln Ala Gln Leu Gln Gln Ser Met Ser Ser Ala Asp Ser Thr Gln Ala

1 5 101 5 10

<---<---

Claims (10)

1. Способ идентификации вируса SARS-CoV-2 в образце, включающий следующие этапы:1. A method for identifying the SARS-CoV-2 virus in a sample, which includes the following steps: (а) пробоподготовка биологического образца с использованием фермента трипсина для гидролиза белков и получения смеси полипептидов;(a) sample preparation of a biological sample using the enzyme trypsin to hydrolyze proteins and obtain a mixture of polypeptides; (б) масс-спектрометрический анализ полученной смеси полипептидов с целью выявления по меньшей мере двух пептидов, выбранных из SEQ ID NO: 1-19;(b) mass spectrometric analysis of the resulting mixture of polypeptides in order to identify at least two peptides selected from SEQ ID NO: 1-19; (в) в случае если в образце выявлено по меньшей мере два пептида, имеющих последовательность SEQ ID NO: 1-19, по меньшей мере один из которых представляет собой пептид, выбранный из: SEQ ID NO: 1, SEQ ID NO: 3 - SEQ ID NO: 9, SEQ ID NO: 12 - SEQ ID NO: 19, вирус SARS-CoV-2 в образце считается идентифицированным.(c) if at least two peptides having the sequence SEQ ID NO: 1-19 are detected in the sample, at least one of which is a peptide selected from: SEQ ID NO: 1, SEQ ID NO: 3 - SEQ ID NO: 9, SEQ ID NO: 12 - SEQ ID NO: 19, SARS-CoV-2 virus in the sample is considered to be identified. 2. Способ по п. 1, в котором вирус SARS-CoV-2 считается идентифицированным при выявлении в образце по меньшей мере двух пептидов, выбранных из: SEQ ID NO: 1, SEQ ID NO: 3 - SEQ ID NO: 9, SEQ ID NO: 12 - SEQ ID NO: 19.2. The method according to claim 1, wherein the SARS-CoV-2 virus is considered identified when at least two peptides selected from: SEQ ID NO: 1, SEQ ID NO: 3 - SEQ ID NO: 9, SEQ ID NO: 12 - SEQ ID NO: 19. 3. Способ по п. 1, в котором предварительно, до обработки образца трипсином, проводят инактивацию вируса SARS-CoV-2 в образце.3. The method according to claim 1, in which, before the sample is treated with trypsin, the SARS-CoV-2 virus is inactivated in the sample. 4. Способ по п. 3, в котором инактивацию вируса SARS-CoV-2 проводят путем нагревания образца до 65°С в течение не менее 30 мин с последующим добавлением изопропанола.4. The method according to claim 3, wherein the SARS-CoV-2 virus is inactivated by heating the sample to 65 ° C for at least 30 minutes, followed by the addition of isopropanol. 5. Способ по п. 1, в котором образец представляет собой мазок из зева, мазок из носоглотки, кровь, плазму, сыворотку крови, мочу, бронхиальный лаваж, амниотическую жидкость, ткань плаценты, слюну, мазок с кожи, смыв с поверхности предмета, пробу сточных вод или пробу воздуха.5. The method according to claim 1, wherein the sample is a throat swab, nasopharyngeal swab, blood, plasma, blood serum, urine, bronchial lavage, amniotic fluid, placental tissue, saliva, skin swab, washout from the surface of the object, waste water sample or air sample. 6. Способ по п. 1, в котором масс-спектрометрический анализ относится к типу мониторинга параллельных реакций (PRM), мониторинга множественных (MRM), MRM3, мониторинга выбранных реакций (SRM), DDA (сбор данных в зависимости от данных), DIA (сбор данных независимо от данных) или iMALDI.6. The method of claim 1, wherein the mass spectrometric analysis is of the type of parallel reaction monitoring (PRM), multiple monitoring (MRM), MRM 3 , selected response monitoring (SRM), DDA (data-dependent data collection), DIA (data collection independent of data) or iMALDI. 7. Способ по п. 1, дополнительно включающий масс-спектрометрический количественный анализ N-белка вируса SARS-CoV в образце с использованием панели изотопно-меченных пептидов.7. The method of claim 1, further comprising mass spectrometric quantitative analysis of the SARS-CoV virus N protein in the sample using a panel of isotopically labeled peptides.
RU2020142861A 2021-02-08 2021-02-08 Method for detecting sars-cov-2 virus by mass spectrometry RU2748540C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020142861A RU2748540C1 (en) 2021-02-08 2021-02-08 Method for detecting sars-cov-2 virus by mass spectrometry

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020142861A RU2748540C1 (en) 2021-02-08 2021-02-08 Method for detecting sars-cov-2 virus by mass spectrometry

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2020142861A3 RU2020142861A3 (en) 2021-04-16
RU2748540C1 true RU2748540C1 (en) 2021-05-26

Family

ID=75521028

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020142861A RU2748540C1 (en) 2021-02-08 2021-02-08 Method for detecting sars-cov-2 virus by mass spectrometry

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2748540C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2760438C1 (en) * 2021-06-09 2021-11-25 Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное объединение "Иммунотэкс" METHOD FOR ENZYME IMMUNOASSAY DETERMINATION OF THE LEVEL OF ANTIGEN-RECOGNIZING B-LYMPHOCYTE RECEPTORS REPRESENTED BY MEMBRANE-SPECIFIC RBD PROTEIN SARS-COV-2, IgG ANTIBODIES

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114524863B (en) * 2022-02-22 2024-05-24 广州白云山生物制品股份有限公司 Polypeptide sequence for quantitatively detecting content of G protein in rabies vaccine based on mass spectrometry and application of polypeptide sequence

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2265058C2 (en) * 2000-06-08 2005-11-27 Ксиао Бинг ВАНГ Method for detection of nucleic acid-target in sample
WO2011045544A2 (en) * 2009-10-15 2011-04-21 bioMérieux Method for characterizing at least one microorganism by means of mass spectrometry
WO2018035059A1 (en) * 2016-08-15 2018-02-22 Genzyme Corporation Methods for detecting aav
RU2673551C2 (en) * 2012-11-12 2018-11-28 Федеральное государственное бюджетное учреждение "Научно-исследовательский институт биомедицинской химии им. В.Н. Ореховича" Российской академии медицинских наук (ФГБУ "ИБМХ" РАМН) Proteotypic peptide q9y4w6-02 and method of spectrometric analysis of the content of afg3-like human protein on its basis

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2265058C2 (en) * 2000-06-08 2005-11-27 Ксиао Бинг ВАНГ Method for detection of nucleic acid-target in sample
WO2011045544A2 (en) * 2009-10-15 2011-04-21 bioMérieux Method for characterizing at least one microorganism by means of mass spectrometry
RU2673551C2 (en) * 2012-11-12 2018-11-28 Федеральное государственное бюджетное учреждение "Научно-исследовательский институт биомедицинской химии им. В.Н. Ореховича" Российской академии медицинских наук (ФГБУ "ИБМХ" РАМН) Proteotypic peptide q9y4w6-02 and method of spectrometric analysis of the content of afg3-like human protein on its basis
WO2018035059A1 (en) * 2016-08-15 2018-02-22 Genzyme Corporation Methods for detecting aav

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2760438C1 (en) * 2021-06-09 2021-11-25 Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное объединение "Иммунотэкс" METHOD FOR ENZYME IMMUNOASSAY DETERMINATION OF THE LEVEL OF ANTIGEN-RECOGNIZING B-LYMPHOCYTE RECEPTORS REPRESENTED BY MEMBRANE-SPECIFIC RBD PROTEIN SARS-COV-2, IgG ANTIBODIES

Also Published As

Publication number Publication date
RU2020142861A3 (en) 2021-04-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Jiang et al. An immunoaffinity tandem mass spectrometry (iMALDI) assay for detection of Francisella tularensis
RU2713112C2 (en) Methods and kits for diagnosis of influenza
RU2748540C1 (en) Method for detecting sars-cov-2 virus by mass spectrometry
Griffin et al. Mass spectrometry analytical responses to the SARS-CoV2 coronavirus in review
US11040340B1 (en) Collection system and device for reducing clinical false positives and negatives in the detection of SARS-CoV-2
CN111323511B (en) Rapid detection kit and method for inactivating new coronavirus
US8183004B2 (en) Determination of short-chain SRL alcohol dehydrogenase (DHRS4) as a biomarker for inflammations and infections
JP6081912B2 (en) c-Src selective reaction monitoring assay
Schuster et al. Coupling immuno-magnetic capture with LC–MS/MS (MRM) as a sensitive, reliable, and specific assay for SARS-CoV-2 identification from clinical samples
WO2008043256A1 (en) Test kit for detecting variant or modified biomarker groups with antibody groups and mass spectrometry, and method thereof
US20220050106A1 (en) Methods and kits for detecting sars-coronavirus-2 antigen
JP2014528082A (en) Multiple MRM assay for cancer assessment
Wong et al. Advances in rapid detection of SARS-CoV-2 by mass spectrometry
CN113999841A (en) Protein scaffold OVAL100 and application thereof in radioligand method
Chen et al. MALDI-TOF mass spectrometric detection of SARS-CoV-2 using cellulose sulfate Ester enrichment and hot acid treatment
JP5194000B2 (en) In vitro method for the identification and early identification of drug-induced liver damage and toxic substance-induced liver damage and simultaneous observation of treatment
CN110291037A (en) For determining the composition and method of the infection level in object
CN112684183A (en) Application of multi-antigen protein combination in identification and diagnosis of pulmonary tuberculosis
CN111474363A (en) Novel coronavirus detection method
Balvers et al. Proteome2virus: Shotgun mass spectrometry data analysis pipeline for virus identification
JP4298850B2 (en) Hepatitis C virus (HCV) detection method
US20100317044A1 (en) Mass spectrometric endopeptidase assay
JP2013515271A (en) Insulin receptor substrate 1 (IRS1) protein SRM / MRM assay
CN114593979A (en) Method for detecting low-abundance protein in body fluid sample based on mass spectrum
CN111983003A (en) Substrate, method and kit for measuring activity of ADAMTS-13 enzyme by using MALDI-TOF-MS