诊断研究发现新型纸基测试能够检测变异病毒

研究团队发现使用特制的滤纸,通过巧妙的折叠方式进行诊断测试可以快速检测SARS-CoV-2的不同变种。

研究团队表示,这种检测的成本可能低至每项几美元,而且不需要特殊设备,使得这种检测方法成为资源有限的发展中国家及地区的理想选择。

每个SARS-CoV-2变体在其RNA中携带特征性突变,有一些突变由几个变体共享。变异有时更能逃避人体的免疫防御,或比原始菌体更具传染性。确定不同变异的传播速率有助于公共卫生机构调整其对病毒大流行的预防措施,也有助于指导患者的治疗计划。

用于新冠肺炎诊断的逆转录定量聚合酶链反应(RT-qPCR)可以标记样本中的已知变体,但研究人员必须对变体的基因组进行测序以验证其身份。这种方法都依赖耗时的核酸扩增和昂贵的设备。

相比之下,研究者开发的检测方法不需要核酸扩增,只需30分钟即可完成,并且使用预先加载到纸条上的试剂。在分析过程中,将试纸条折叠几次,每次折叠都会使样品混合物与下一组试剂接触,这是在之前的纸基测试中使用的折纸方法。

为了进行检测,研究人员将样本添加到条带一端的斑点网格中,并将其折叠到匹配的斑点上,这些斑点可以识别九种不同的SARS-CoV-2突变。因为这些测试点包含携带银离子的双链DNA,每个点的DNA都有略微不同的序列,经过精心设计,具有突变的病毒RNA可以与其结合并释放银离子。释放的银离子遇到另一组含有脲酶的斑点,脲酶是一种将尿素转化为铵并被银抑制的酶。再折叠一次,脲酶与尿素在铵的作用下从红色变为黄色的指示剂混合。所有变为红色的斑点都表明脲酶受到抑制,表明样本中存在特定的RNA突变。研究人员用智能手机记录了条纹末端的红色和黄色斑点图案,揭示了样本中的变异。

研究人员表示,这种连锁反应是可以放大来自少数病毒颗粒的信号,并且他们开发了纸张分析设备。

研究人员利用实验室制备的突变RNA,发现该测试可以识别SARS-CoV-2变体,包括α、β、γ和δ,也可适用于检测其他病毒的变异,如流感。2020年,在病毒变异之前采集的50个临床样本中检测到SARS-CoV-2的存在。研究人员现在对含有较新变体的临床样本进行试验,如奥密克戎菌株。

尽管有一些研究者认为这种检测方法对于在家使用的患者可能有点困难,因为该测试存在必须易于制造,纸条上的试剂应长期稳定,同时必须在现场提供可靠的结果等挑战,但是这种方法有望被应用于远程实验室进行监控。

随着诊断市场的规模扩大,许多医疗器械制造公司都在积极开发诊断产品,以满足尚未解决的痛点。

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