涅槃:快速、便携式检测可诊断COVID-19并跟踪变种

涅磐COVID - 19现场检测试剂盒

涅槃现场测试套件。信贷:李莫/ KAUST

这个被称为涅槃的现场测试可以同时检测和排序SARS-CoV-2流感和其他病毒。

临床医生使用一种新的病毒筛选试验不仅可以诊断新型冠状病毒肺炎在短短几分钟内,它就可以检测出其他病毒,比如流感病毒,而这些病毒可能会被误认为是冠状病毒。与此同时,他们可以对病毒进行测序,为COVID-19突变和变种的传播提供有价值的信息。一个多机构的科学家团队于2021年3月31日在《科学》杂志上在线描述了这种被称为“涅槃”的新测试地中海

“这是一种病毒检测和监测方法,不像其他方法那样需要昂贵的基础设施,”Juan Carlos Izpisua Belmonte说,共同通讯作者,索尔克基因表达实验室教授。“我们可以用一个便携式测试来完成其他人使用两到三种不同的测试,用不同的机器来完成的事情。”

在世界各地,有超过1亿人感染了SARS-CoV-2病毒,这种病毒会导致COVID-19。迄今为止,已有50万美国人死于COVID-19,这一数字令人震惊。检测人群是阻止病毒传播的关键。此外,跟踪新的SARS-CoV-2变种(其中一些变种对治疗或疫苗的反应可能不同)的传播是至关重要的。

目前,确定鼻拭子是否为COVID-19阳性的标准方法是进行聚合酶链反应(PCR)检测,以检测SARS-CoV-2病毒的遗传物质。然而,如果样本呈阴性,患者和临床医生就无法获得任何可能导致冠状病毒样症状的信息,除非他们使用不同的拭子样本对其他病毒进行单独的PCR检测。如果样本为SARS-CoV-2阳性,他们不知道患者感染的是哪种COVID-19变体,除非进行另一组测试;这就需要一台巨大而昂贵的下一代基因测序机。

胡安·卡洛斯·伊斯皮苏亚·贝尔蒙特和莫·李

左起:Juan Carlos Izpisua Belmonte和Mo Li。资料来源:胡安·卡洛斯·伊兹皮苏亚·贝尔蒙特

去年夏天,沙特阿拉伯阿卜杜拉国王科技大学(King Abdullah University of Science and Technology)生物科学助理教授李莫(Mo Li)考虑如何将自己在基因工程和纳米孔测序方面的专长用于抗击COVID-19大流行。李教授曾在Izpisua Belmonte实验室做了6年的索尔克博士后研究,他想知道一种叫做“等温重组酶聚合酶扩增(RPA)”的基因检测方法与实时纳米孔测序相结合是否会比目前的COVID-19检测方法更有用、更快、更便宜、更便携。他与伊兹皮苏亚·贝尔蒙特(Izpisua Belmonte)联手寻找答案。

而聚合酶链反应则不同,聚合酶链反应在不同温度循环进行分离DNAdna链并复制它们,RPA利用蛋白质,而不是温度变化,在20分钟内完成同样的事情。这项技术可以让研究人员复制更长的DNA片段,同时探测多个基因。

“我们很快意识到,这种技术不仅可以检测到SARS-CoV-2,还可以同时检测到其他病毒,”李彦宏说。

在这篇新论文中,Li和Izpisua Belmonte描述了一种小型便携式设备,可以使用RPA检测同时筛查96个样品。他们称这种方法为涅槃,因为nanopore测序的sothermalrapidv病毒一个mplification为n耳朵实时一个分析。”

科学家设计“涅槃”的目的是同时检测COVID-19、甲型流感、人类腺病毒和非sars - cov -2人类冠状病毒的样本。研究人员称,在短短15分钟内,该设备就开始报告阳性和阴性结果。在3小时内,该设备将完成对所有96个样本的检测结果,包括SARS-CoV-2的5个区域的序列,这些区域特别容易积累突变,导致新的变异,如英国发现的B.1.1.7变异。

Li和Izpisua Belmonte对已知的10个SARS-CoV-2阳性样本、60个未知SARS-CoV-2状态样本以及含有SARS-CoV-2病毒的城市污水样本等进行了涅盘检测。在所有情况下,化验都能正确地识别出存在的病毒。测序数据还使他们能够缩小SARS-CoV-2在阳性样本中的起源范围;例如,区分来自中国和欧洲的菌株。

“这种检测方法的设计非常灵活,所以它不仅仅局限于我们展示的例子,”Li说。“我们可以很容易地利用它来对付另一种病原体,甚至是新出现的病原体。”

研究人员说,“涅槃”工作流程体积小,携带方便,可以用于学校、机场或港口的快速病毒检测。它也可以用来监测废水或溪流中是否存在新的病毒。

“大流行提供了两个重要的教训:第一,广泛而迅速地检测,第二,了解你的变种。我们的涅槃方法为这两项挑战提供了有希望的解决方案,不仅针对当前的大流行,也针对未来可能出现的挑战,”索尔克大学Roger Guillemin主席伊兹皮苏亚·贝尔蒙特(Izpisua Belmonte)说。贝尔蒙特补充说,需要进行市场分析,以确定商业化的初始成本——以及为确保检测到值得关注的新变种或新病毒而对测试进行的持续调整——是否值得。

参考:“同时检测和突变SARS-CoV-2监视和多种呼吸道病毒的病毒快速实地部署测序”冲尾段Bi, Gerardo Ramos-Mandujano Yeteng田,谢里夫哈拉,Jinna徐,Sara Mfarrej康塞普西翁·埃斯特万,爱丝特雷娜Nunez Delicado, Fadwa阿洛菲,Asim Khogeer,安瓦尔·m·哈西姆天真的点Almontashiri, Arnab Pain, Juan Carlos Izpisua Belmonte和Mo Li, 2021年3月31日,地中海
DOI: 10.1016 / j.medj.2021.03.015

除了Izpisua Belmonte和Li,该研究的其他作者是索尔克的康塞普西翁·罗德里格斯·埃斯特班(Concepcion Rodriguez Esteban);毕崇伟,Gerargo Ramos-Mandujano, Sharis Hala, Jinna Xu, Sara Mfarrej, Yeteng Tian and Arnab Pain of King Abdullah University (KAUST);UCAM大学的Estrella Nunez Delicado Católica圣安东尼奥德穆尔西亚;法赫德国王医院的Fadwa Alofi;沙特阿拉伯卫生部的Asim Khogeer;阿卜杜勒阿齐兹国王大学的安瓦尔·哈希姆;Taibah大学的Naif Almontashiri。

这篇论文中描述的研究得到了阿卜杜拉国王科技大学的一项竞争性研究基金的支持。

2的评论关于“涅槃:快速、便携式检测可诊断COVID-19并跟踪变种”

  1. 杰拉尔德•布伦南|2021年4月2日凌晨3点37分|回复

    SARS-CoV-2从未被测序。有人能给我解释一下这是怎么回事吗?

  2. 杰拉尔德•布伦南|2021年4月2日,早上6:51|回复

    它会不会像聚合酶链反应测试一样没用?聚合酶链反应测试排除了太多的假阳性——大量的文献记录,但在这里没有提到。
    有时候你似乎会把任何东西都打印出来。

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