《Science子刊:开发出一种检测新冠病毒RNA的双色RT-LAMP检测方法》

  • 来源专题:生物安全知识资源中心 | 领域情报网
  • 编译者: hujm
  • 发布时间:2020-09-28
  • 新型冠状病毒SARS-CoV-2导致2019年冠状病毒病(COVID-19),如今正在全球肆虐。基于此,人类面临着一项重大的公共卫生挑战。快速检测现有的SARS-CoV-2感染和评估病毒传播至关重要。

    基于逆转录环介导等温扩增(reverse transcription loop-mediated isothermal amplification, RT-LAMP)检测病毒RNA的方法有潜力成为简单、可扩展和广泛适用的检测方法。与基于逆转录定量聚合酶链反应(RT-qPCR)的方法相比,RT-LAMP检测需要在恒温下孵育,因此无需复杂的仪器设备。

    在一项新的研究中,来自德国感染研究中心、德国癌症研究中心和海德堡大学的研究人员使用了一组针对SARS-CoV-2 N基因的引物测试了用于检测SARS-CoV-2病毒RNA的双色RT-LAMP检测方案。相关研究结果近期发表在Science Translational Medicine期刊上,论文标题为“A colorimetric RT-LAMP assay and LAMP-sequencing for detecting SARS-CoV-2 RNA in clinical samples”。

    这些作者从正在接受COVID-19测试的个体的768份咽拭子样本中获取多余的RNA样本,并对这些样本进行RT-LAMP检测。他们测定了利用RT-LAMP检测SARS-CoV-2病毒RNA的灵敏度和特异性。

    与使用一组高灵敏的引物的RT-qPCR检测方法相比,这些作者发现RT-LAMP检测方法能可靠地检测RT-qPCR测试时循环阈值(Ct)不超过30的SARS-CoV-2 RNA,灵敏度为97.5%,特异性为99.7%。

    这些作者还开发了一种不需要事先进行RNA分离步骤的咽拭子直接RT-LAMP(swab–to–RT-LAMP)检测方法,它保留了优良的特异性(99.5%),但比RT-LAMP检测的灵敏度低(对RT-qPCR测试时Ct<30的咽拭子样本而言,灵敏度为86%)。此外,这些作者开发了一种多重测序方法(LAMP-sequencing, LAMP测序)作为诊断验证程序,以检测和记录RT-LAMP反应的结果。

  • 原文来源:https://stm.sciencemag.org/content/12/556/eabc7075;https://news.bioon.com/article/6778907.html
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    • 来源专题:生物安全知识资源中心—领域情报网
    • 编译者:hujm
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    • 在一项新的研究中,来自美国华盛顿大学的研究人员开发出一种新的COVID-19测试方法,它结合了非处方抗原测试的速度和在医学实验室和医院进行的PCR测试的准确性。这种称为Harmony COVID-19的测试方法是一种诊断性测试,它与针对COVID-19的PCR测试一样,检测来自SARS-CoV-2病毒的遗传物质。但是,传统的PCR测试可能需要几个小时,而HarmonyCOVID-19试剂盒对某些样本可以在20分钟内提供结果,并且具有类似的准确性。相关研究结果近期发表在Science Advances期刊上,论文标题为“Harmony COVID-19: A ready-to-use kit, low-cost detector, and smartphone app for point-of-care SARS-CoV-2 RNA detection”。 论文通讯作者、华盛顿大学生物工程副教授Barry Lutz说,“我们设计的测试方法是低成本的,简单到可以在任何地方使用。我们希望,低成本将使高性能测试在当地和世界各地更容易获得。” 这些作者开发的Harmony COVID-19是简单和易于使用的,采用的是即用型试剂。该测试方法使用一种“类似于PCR”的方法,借助一种小型、低成本的检测器检测鼻拭子样本中是否存在SARS-CoV-2 RNA基因组,该检测器也是由Lutz团队设计的。智能手机被用来操作该检测器并读取结果。该检测器一次最多可处理四个样本,可以放进一辆标准汽车的手套箱里。 在整个大流行病期间,COVID-19测试的准确性一直是一个紧迫的问题。许多在家检测COVID-19的抗原试剂盒,检测的是SARS-CoV-2产生的蛋白片段,而不是其遗传物质,准确率为80%~85%,但Omicron变体的准确率可能会下降,因为Omicron变体含有相对较多的其他SARS-CoV-2毒株所没有的突变。PCR测试通常有95%的准确率或更好---这是FDA的一个关键基准,但需要昂贵的设备和长时间的等待才能获得检测结果。 这篇论文中报告的初步结果显示,Harmony COVID-19试剂盒对鼻腔拭子的准确率为97%。该试剂盒可以检测SARS-CoV-2病毒基因组的三个不同区域。如果一种新的变体在一个区域有许多突变,这种新的测试方法仍然可以检测到其他两个区域。例如,它可以检测Omicron变体,该变体在编码它的刺突蛋白的基因组区域发生几十个突变。 尽管基于PCR的测试非常准确,但一个关键的限制是PCR测试需要几十个加热和冷却的循环来检测样品中的遗传物质。Lutz团队开发的这种测试方法通过依靠一种称为RT-LAMP的的扩增方法规避了这个问题,这种方法没有同样严格的温度循环要求。Lutz说,“这种测试方法在恒温下进行,因此它消除了加热和冷却的时间,并在大约30分钟内给出结果。” Lutz和两位同事从华盛顿大学分离出了一家新公司---Anavasi诊断公司(Anavasi Diagnostics),该公司去年得到了WE-REACH项目30万美元的支持,后来又从美国国立卫生研究院获得了1490万美元的拨款,用于将Harmony COVID-19原型试剂盒开发成产品并扩大生产规模,以帮助解决COVID-19诊断测试的持续短缺问题。 最初,Lutz和他的团队希望这些试剂盒可以首先在诊所以及其他有医疗监督的环境中使用,如工作场所和学校。后来,他们希望能将这种测试加以改进,可以家庭使用。 Lutz说,“长期以来,人们的选择要么是昂贵的PCR测试,这通常需要一天或更长时间才能得到结果;要么是快速抗原测试,可以快速得到结果,成本低,但通常比实验室PCR测试的准确性低。从第一天起,我们就把我们的测试设计成可以低成本和大批量制造,同时以类似PCR的性能提供快速结果。” Lutz说,“我们计划让我们的测试在全世界范围内都能使用,并且价格合理。” 参考资料: Nuttada Panpradist et al. Harmony COVID-19: A ready-to-use kit, low-cost detector, and smartphone app for point-of-care SARS-CoV-2 RNA detection. Science Advances, 2021, doi:10.1126/sciadv.abj1281.
  • 《Science子刊:利用智能手机超灵敏定量检测唾液中的新冠病毒》

    • 来源专题:生物安全知识资源中心 | 领域情报网
    • 编译者:hujm
    • 发布时间:2020-12-17
    • 根据一项新的研究,一种基于唾液的便携式智能手机平台为COVID-19测试提供了一种超灵敏但易于使用的方法,它可以在15分钟内给出测试结果,而无需进行当前金标准所需的资源密集型实验室测试。该方法在12名COVID-19感染者和6名健康对照者中进行了测试。相关研究结果于2020年12月11日在线发表在Science Advances期刊上,论文标题为“A smartphone-read ultrasensitive and quantitative saliva test for COVID-19”。论文通讯作者为美国杜兰大学医学院的Tony Y. Hu博士。 Hu及其同事们证实,这种技术将荧光显微镜读出装置与智能手机配对,从CRISPR/Cas12a检测中确定病毒载量,与成熟的定量逆转录酶聚合酶链式反应(RT-qPCR)方法一样有效。 这些作者写道,“我们相信,未来类似的智能手机平台有可能迅速扩大COVID-19筛查能力,并有可能简化接触者追踪的验证,以改善当地的疫情遏制,并为区域疾病控制工作提供信息。” 目前,大多数COVID-19检测需要在鼻后咽喉的上半部进行拭子采样---这是一个不舒服的过程,在运行RT-qPCR测试之前,需要穿着全套防护装备的医疗专业人员在空气传播感染隔离室中收集样本。然而,最近的研究已发现,SARS-CoV-2在早期感染期间可能同样存在于鼻咽部和唾液中,这表明基于唾液的COVID-19测试可能能够实现相对可靠但更简单、更安全的检测。 为了开发一种可广泛使用的基于唾液的测试平台,Hu及其同事们建立了一种原型测试芯片,该芯片使用CRISPR/Cas12a酶来增强唾液样本内扩增的病毒靶RNA的信号。他们将该芯片集成到一种基于智能手机的荧光显微镜读出设备中,该设备可以捕捉和分析图像,以确定病毒载量是否存在于阈值浓度以上。 这些作者用这种设计分析了12名COVID-19患者和6名健康对照者的唾液,发现这种方法成功区分了感染和没有感染SARS-CoV-2病毒的患者。此外,他们还比较了非人灵长类动物感染前后的鼻腔和唾液拭子。他们发现唾液拭子中SARS-CoV-2 RNA水平较高,这进一步表明唾液可能为感染后的诊断提供可靠的手段。 这些作者预计,该技术中使用的芯片的未来版本可能包含预装载的试剂和样本对照,而定制的智能手机应用程序可以实现安全的无线测试数据报告,以支持远程医疗工作。