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  Science子刊：在家就可以檢測新冠病毒？唾液檢測新突破
  
  2021-08-09 來源：轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)網(wǎng)
  
  麻省理工學(xué)院和哈佛大學(xué)的工程師們設(shè)計(jì)了一個(gè)小型的桌面設(shè)備，可以在大約一個(gè)小時(shí)內(nèi)從唾液樣本中檢測出SARS-COV-2。在一項(xiàng)新的研究中，他們發(fā)現(xiàn)這種檢測方法和現(xiàn)在使用的PCR檢測一樣準(zhǔn)確。
  
  該設(shè)備還可用于檢測與目前流行的某些SARS-CoV-2變異相關(guān)的特定病毒突變。這一結(jié)果也可以在一小時(shí)內(nèi)獲得，這可能使追蹤病毒的不同變種變得更加容易，特別是在無法獲得基因測序設(shè)施的地區(qū)。
  
  麻省理工學(xué)院醫(yī)學(xué)工程與科學(xué)研究所(IMES)和生物工程系的醫(yī)學(xué)工程與科學(xué)教授James Collins說：“我們證明，我們的平臺(tái)可以通過編程來檢測新出現(xiàn)的變異，我們可以很快地重新利用它。在這項(xiàng)研究中，我們針對的是英國、南非和巴西變體，但是您可以很容易地調(diào)整檢測平臺(tái)，來檢測Delta變體和其它正在出現(xiàn)的變體?！庇醒芯咳藛T說，這項(xiàng)新的診斷技術(shù)依賴于CRISPR技術(shù)，組裝成本約為15美元，但如果大規(guī)模生產(chǎn)這種設(shè)備，這些成本可能會(huì)顯著降低。
  
  Collins是這項(xiàng)新研究的資深作者，該研究發(fā)表在《Science Advances》雜志上。論文以“Minimally instrumented SHERLOCK (miSHERLOCK) for CRISPR-based point-of-care diagnosis of SARS-CoV-2 and emerging variants”命名，該論文的主要作者是哈佛大學(xué)Wyss生物啟發(fā)工程研究所的博士后Helena de Puig；波士頓兒童醫(yī)院和貝絲·以色列女執(zhí)事醫(yī)療中心的兒科講師Rose Lee，也是Wyss研究所的訪問學(xué)者；麻省理工學(xué)院媒體實(shí)驗(yàn)室的研究生Devora Najjar；以及Wyss研究所臨床研究員、馬薩諸塞州總醫(yī)院胃腸病學(xué)講師肖譚（音譯）。
  
  新的診斷基于SHERLOCK，這是Collins等人在2017年首次報(bào)告的基于CRISPR的工具。該系統(tǒng)的組件包括允許檢測特定目標(biāo)RNA序列的RNA引導(dǎo)鏈，以及切割這些序列并產(chǎn)生熒光信號的Cas酶。所有這些分子成分都可以冷凍干燥長期儲(chǔ)存，并在暴露于水后重新激活。
  
  去年，Collins的實(shí)驗(yàn)室開始致力于采用這項(xiàng)技術(shù)來檢測SARS-CoV-2病毒，他們想要能夠設(shè)計(jì)出一種診斷設(shè)備，能夠產(chǎn)生快速的結(jié)果，并且能在幾乎沒有專業(yè)知識的情況下進(jìn)行操作。他們還希望它能與唾液樣本一起使用，讓用戶更容易使用。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，研究人員必須結(jié)合一個(gè)關(guān)鍵的預(yù)處理步驟，使唾液核酸酶失效，這種酶可以破壞RNA等核酸。一旦樣品進(jìn)入裝置，核酸酶被加熱和兩種化學(xué)試劑滅活。然后，病毒RNA通過唾液膜被提取和濃縮。Lee說：“這種膜是收集核酸并濃縮它們的關(guān)鍵，這樣我們就可以獲得這種診斷的敏感性。”然后將該RNA樣本暴露于冷凍干燥的CRISPR/Cas中，通過自動(dòng)刺穿裝置內(nèi)的密封水包而被激活。一鍋反應(yīng)放大RNA樣本，然后檢測目標(biāo)RNA序列（如果存在）。
  
  肖譚說：“我們的目標(biāo)是創(chuàng)造一個(gè)完全獨(dú)立的診斷，不需要其它設(shè)備?；旧?，患者向這個(gè)設(shè)備吐口水，然后你按下一個(gè)柱塞，一小時(shí)后你就會(huì)得到答案。”
  
  研究人員設(shè)計(jì)了這個(gè)設(shè)備，他們稱之為miSHERLOCK，這樣它多可以有四個(gè)模塊，每個(gè)模塊尋找不同的目標(biāo)RNA序列。初的模塊包含檢測任何SARS-CoV-2菌株的RNA引導(dǎo)鏈。其他模塊特定于與去年出現(xiàn)的一些變體相關(guān)的突變，包括B.1.1.7、P.1和B.1.351。
  
  當(dāng)研究人員進(jìn)行這項(xiàng)研究時(shí)，Delta變異還沒有廣泛傳播。但是因?yàn)橄到y(tǒng)已經(jīng)建成，他們表示設(shè)計(jì)一個(gè)新的模塊來檢測這種變異應(yīng)該是很簡單的。該系統(tǒng)還可以很容易地編程來監(jiān)測可能使病毒更具傳染性的新突變。Najjar說：“如果你想進(jìn)行更廣泛的流行病學(xué)調(diào)查，你可以在人群中出現(xiàn)令人擔(dān)憂的突變之前設(shè)計(jì)分析，以監(jiān)測棘突蛋白中潛在的危險(xiǎn)突變?！?/span>
  
  研究人員首先用摻有合成SARS-CoV-2 RNA序列的人類唾液測試了他們的裝置，然后用約50份病毒測試呈陽性的患者樣本測試了設(shè)備。他們發(fā)現(xiàn)，該設(shè)備與現(xiàn)在使用的金標(biāo)準(zhǔn)PCR檢測一樣準(zhǔn)確。而且后者需要鼻拭子，需要更多的時(shí)間、更多的硬件和樣本處理才能產(chǎn)生結(jié)果。
  
  該設(shè)備產(chǎn)生一個(gè)熒光讀數(shù)，可以用肉眼看到。研究人員還設(shè)計(jì)了一個(gè)智能手機(jī)應(yīng)用程序，可以讀取結(jié)果，并將結(jié)果發(fā)送給公共衛(wèi)生部門，以便更容易跟蹤。研究人員相信他們的設(shè)備可以以每臺(tái)設(shè)備2到3美元的低成本生產(chǎn)。如果獲得FDA批準(zhǔn)并大規(guī)模生產(chǎn)，他們設(shè)想，這種診斷方法可能對那些希望在家中進(jìn)行檢測的人有用，或者對那些無法廣泛地進(jìn)行PCR檢測或SARS-CoV-2變異基因測序的醫(yī)療中心有用。
  
  Helena de Puig說：“檢測和跟蹤這些變異的能力對有效的公共衛(wèi)生至關(guān)重要，但不幸的是，目前只有在專門的流行病學(xué)中心通過核酸測序來診斷變異，即使在資源豐富的國家也很少見到?！?/span>
  
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