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Robots, know-how drive COVID lab’s massive testing effort

样品会每30分钟快递到

一旦他们登录到位于兽医学院的康奈尔COVID-19检测实验室(CCTL),机器人就会用移液管将液体样本移到5个样本池中。这些池将一次处理93个批次——最终在24小时内为每天5000到7000名康奈尔大学的学生、教职员工和教师生成测试结果。

在不到两个月的时间里,基于数据驱动模型、研究和跨学科的专业知识,在一个最先进的实验室里从零开始,这是一项巨大的事业;在卡尤加卫生系统的医疗和实验室领导的支持和指导下。

样本将在5个样本池中进行测试;构成阳性的个体样本将进行重新检测,以确定受感染的个体。

CCTL的监测工作从8月17日开始,并将于9月2日对本科生和研究生、教职员工进行每周两次的检测。测试结果的迅速好转是大学计划的基石,以尽可能安全和科学地恢复校园活力。

“在如此短的时间内实现这一目标,是很多人做出的惊人努力,”1994年奥斯汀O.胡伊兽医学院院长洛林·沃尼克博士说。“伊萨卡的教职员工和来自威尔·康奈尔医学院的同事,与卡尤加卫生系统一起工作,一起开发技术,验证检测,建立提供监测检测的能力,进一步加强整个社区的需求。”

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这个实验室是全新的,但它建立在现有技能的基础上。CCTL的主任,人口医学和诊断科学系的副教授Diego Diel博士,领导着CVM的动物健康诊断中心(AHDC)的病毒学实验室。CCTL有8名全职工作人员——都是该诊断中心的一部分——并且正在招聘额外的工作人员,以便增加容量。

Warnick说:“作为动物健康诊断中心任务的一部分,他们需要准备进行高质量、高容量的检测,而且无论动物疾病还是人类疾病,检测的基本原则都是一样的。”“在很多情况下,我们有同样的病毒,同样的病原体,所以他们已经为介入和帮助发展这种测试能力做好了充分的准备。”

Diel的研究重点是病毒与宿主的相互作用、疫苗开发和诊断方法开发,他于1月份开始研究SARS-CoV-2病毒。在爱荷华州艾姆斯的国家兽医服务实验室,他的团队帮助开发了动物试验,他还参与了美国首例动物病例的检测,包括布朗克斯动物园(Bronx Zoo)被感染的老虎。

7月初,大学领导层向Diel询问了在康奈尔建立COVID-19检测实验室的可能性。Diel说:“我说是的,因为AHDC具备实际进行高通量测试的专业知识和能力。”

这使得这个由许多CVM和AHDC成员组成的团队——包括Kim Potter, Melissa Laverack, Roopa Venugopalan, Rebecca Tallmadge, Wayne Davenport, Rahim Rustamov, Carolyn Chow, Alida Smith, Christie Williams和Scott Ross——只有大约50天的时间来建立实验室。

“很多人付出了惊人的努力,才在这么短的时间内实现了这一目标。”


洛林博士沃尼克

他们翻新了场地,安装了新的设备,包括实时聚合酶链反应(PCR)检测系统和核酸提取机——能够更有效地处理样本的机器人。在威尔康奈尔医学院、卡尤加卫生学院和德州农工大学的研究人员提供的样本的帮助下,实验室验证了其程序,以确保有效检测出SARS-CoV-2。

从9月2日开始,学生、教职员工和校内工作人员将被要求进行定期的监测测试,在伊萨卡校园的七个地点,人们可以在监督下自行收集鼻腔拭子样本。然后,这些样品将被运送到CCTL,在那里进行测试过程。

一旦汇集的样本被放置在96孔板上——其中3孔用于对照,93孔是活性池——它们将被进行核酸提取,以从样本中纯化病毒RNA。然后使用PCR检测病毒RNA,以检测SARS-CoV-2。

阳性病例的水池会发出荧光;组成阳性样本池的个体样本要重新检测,以确定受感染的个体。汤普金斯县卫生部门将处理确诊病例的病例管理和接触者追踪。

当实验室准备开始全校范围的监控测试时,工作人员正在评估由CVM员工和兽医专业的学生提供的样本,这些学生来到校园比学校其他人先开始他们的项目。团队定期开会以解决可能的瓶颈并确定额外的效率。

Diel说:“必须这样,我们必须不断完善整个过程,以便每天能够检测5000 – 7000个样本。”“这一过程从头到尾都必须非常有效。”

合并测试将一次处理93个批次,外加3个用于控制。

这种每两周和每周的测试方案,部分是基于运行学和信息工程副教授彼得弗雷泽(Peter Frazier)开发的模型。弗雷泽的模型显示,积极的测试可以如何减轻病毒的传播,尤其是在近距离生活的本科生之间。监测检测预计将发现更多的阳性病例,但发现和隔离无症状感染者将减缓病毒的传播。

沃尼克说:“我们已经尽了最大努力开发一种可用于全面监测项目的可靠检测方法,我们与社区成员合作开展了这项工作。”“我们所有参与其中的人都是当地社区的一部分。当然,我们的动机和任何人一样强烈,我们要尽我们所能帮助我们的地区控制COVID-19。”

联邦政府的《临床实验室改进修正案》(CLIA)规范了实验室检测,并要求临床实验室必须得到医疗保险和医疗补助服务中心的认证。卡尤加卫生将继续向国家卫生和社会保障委员会提供监督,作为该地区气候变化研究所实验室认证的一部分。

沃尼克说:“康奈尔大学非常感谢卡尤加健康中心在这方面的合作伙伴关系,这将使康奈尔大学能够开展所需的COVID-19公共卫生项目的全面测试。”

康奈尔大学纪事报
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