COPMAN-Air方法：实现空气中SARS-CoV-2高灵敏度检测的创新技术及其在发热门诊的流行病学应用

为解决空气中SARS-CoV-2检测灵敏度不足的问题，日本盐野义制药与东京大学团队开发了COPMAN-Air方法，通过整合RT-预扩增-qPCR技术，将病毒RNA检出率从60.9%提升至95.7%，并证实其定量结果与COVID-19患者数量显著相关（r=0.70）。该技术为空气病原体监测提供了高灵敏度解决方案，对公共卫生防控具有重要价值。

　　

论文解读

在COVID-19大流行期间，气溶胶传播被确认为SARS-CoV-2的主要扩散途径之一。尽管医院隔离病房等高危环境中的空气采样研究已取得进展，但社区场景下的病毒监测仍面临两大挑战：一是传统RT-qPCR方法对极低浓度病毒RNA的检出率不足，二是缺乏将空气病毒载量与感染人数关联的实证数据。更棘手的是，现有技术难以应对大规模环境监测的自动化需求，这为疫情防控留下了重要缺口。

针对这些难题，日本盐野义制药与东京大学的研究团队将原本用于废水检测的COPMAN（Coagulation and Proteolysis method using MAgnetic beads）技术改良为COPMAN-Air系统。该方法通过三步反应——逆转录（RT）、预扩增（Preamp）和定量PCR（qPCR），结合磁珠核酸提取技术，显著提升了检测灵敏度。研究团队使用Thermo Fisher Scientific的AerosolSense采样器在福冈市发热门诊采集空气样本，通过对比传统方法与COPMAN-Air的性能差异，并分析病毒载量与患者数量的相关性，验证了该技术的实用价值。

关键技术方法
研究采用AerosolSense采样器连续采集发热门诊空气样本（3-10小时/次），通过COPMAN-Air方法进行病毒RNA提取：裂解缓冲液处理避免病毒颗粒重吸附，磁珠纯化后采用N1基因引物进行RT-Preamp-qPCR三重扩增。对照实验使用传统MagMAX核酸提取+TaqPath多靶点检测。统计分析了5-7波疫情期间23份样本的检出率差异，并通过Pearson检验评估病毒载量与确诊患者数的相关性。

研究结果

COPMAN-Air方法的开发
在灵敏度测试中，COPMAN-Air对50-1000拷贝/样本的病毒检出率显著优于传统方法：1000拷贝时定量结果达516.2拷贝/样本，较传统方法（N基因319.5拷贝）提高61.6%（p<0.05）。其检测变异系数仅7.2%，远低于传统方法的20.3%-24.9%。

发热门诊的验证比较
实际场景测试显示，COPMAN-Air在23份样本中检出22份阳性（95.7%），平均病毒载量1217拷贝/样本；传统方法仅检出14份（60.9%）。在接近检测限的样本中，COPMAN-Air仍保持稳定检出能力。

病毒载量与患者数量的相关性
5-7波疫情数据显示，空气中SARS-CoV-2 RNA拷贝数与当日确诊患者数呈线性正相关（r=0.70，回归方程y=1.066x+1.590）。值得注意的是，在零患者日仍能检测到病毒RNA，推测源于环境残留或无症状感染者排放。

结论与意义
该研究证实COPMAN-Air通过优化核酸提取效率（裂解缓冲液替代PBS）和引入预扩增步骤，将空气样本检测灵敏度提升至新高度。其定量结果与感染人数的相关性为估算空间内病毒携带者数量提供了新思路，这对学校、交通枢纽等公共场所的疫情预警具有重要价值。尽管存在采样方法兼容性、无症状感染者干扰等局限，但该技术展现的环境监测成本优势（单样本覆盖群体）和自动化潜力（可衔接LabDroid系统），使其成为应对未来呼吸道病毒大流行的有力工具。正如作者Yoshinori Ando团队强调，该方法可扩展至流感病毒、RSV等气溶胶传播病原体的监测，为构建"疫情韧性社会"提供关键技术支撑。