來(lái)源:煉金實(shí)驗(yàn)室 時(shí)間:2020-04-01
目前,新型冠狀病毒感染(COVID-19)已成為世界各地的威脅,作為全球公共衛(wèi)生的首要議題,需要盡快采取措施。
但是在醫(yī)療領(lǐng)域,如今日本的新型冠狀病毒快速檢測(cè)方法還沒(méi)有確立完成。
但是最近也有一個(gè)好消息。
3月19日,長(zhǎng)崎大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)宣布:長(zhǎng)崎大學(xué)與佳能醫(yī)療系統(tǒng)株式會(huì)社共同開(kāi)發(fā)的新型冠狀病毒(SARS-CoV-2)基因檢測(cè)系統(tǒng)取得了初步成功,現(xiàn)階段正與長(zhǎng)崎縣合作,開(kāi)始了縣內(nèi)的臨床研究。
那么,該系統(tǒng)具體是如何檢測(cè)新型冠狀病毒感染的呢?
長(zhǎng)崎大學(xué)研發(fā)的新冠檢測(cè)系統(tǒng)
長(zhǎng)崎大學(xué)感染癥共同研究基地/熱帶醫(yī)學(xué)研究所的安田二朗教授、吉川祿助教等人的科研團(tuán)隊(duì),開(kāi)發(fā)了屬于基因擴(kuò)增方法,應(yīng)用了熒光LAMP(Loop-Mediated Isothermal Amplification)法的新型冠狀病毒檢測(cè)方法。
并緊接著進(jìn)行了檢測(cè)靈敏度、特異性及迅速性等性能的基礎(chǔ)驗(yàn)證,同時(shí)也使用了從感染者處采集的樣本進(jìn)行了臨床驗(yàn)證。
其結(jié)果,若臨床樣本擁有15拷貝數(shù)以上的新型冠狀病毒基因,則通過(guò)該方法僅需10分鐘即可得出陽(yáng)性的檢測(cè)結(jié)果。另外,該小組也使用了非典的病原體,SARS-CoV。結(jié)果并沒(méi)有被檢測(cè)到,這也從側(cè)面說(shuō)明了該方法對(duì)于新型冠狀病毒(SARS-CoV-2)有很高的檢測(cè)特異性,可以有效降低誤診概率。
該系統(tǒng)中使用的自動(dòng)LAMP儀(佳能醫(yī)療系統(tǒng)制造)
此次研發(fā)的檢測(cè)系統(tǒng),從患者檢體中檢測(cè)出新型冠狀病毒基因所需的時(shí)間,包括樣本的預(yù)處理操作(病毒基因的提取)也僅需40分鐘。與現(xiàn)行實(shí)時(shí)PCR法(需約4小時(shí))相比,靈敏度相同,優(yōu)勢(shì)在于可以更快地得出檢測(cè)結(jié)果。
在本系統(tǒng)中使用的裝置,輕量且緊湊,操作簡(jiǎn)單,適合在醫(yī)療現(xiàn)場(chǎng)和離島等特殊環(huán)境使用,這一點(diǎn)是其優(yōu)勢(shì)之一。
另外,在此次的研究中,雖然使用的是與現(xiàn)行的實(shí)時(shí)PCR法同樣的預(yù)處理(病毒基因的提取)。但在開(kāi)發(fā)階段,即使只對(duì)咽拭子或鼻腔分泌物樣本進(jìn)行熱處理(95℃、10分鐘)使病毒滅活簡(jiǎn)單預(yù)處理,也可得到同樣的效果。
研究團(tuán)隊(duì)將致力于進(jìn)一步改進(jìn)安全性和易用性,以使系統(tǒng)更方便快速地進(jìn)行檢測(cè)。
LAMP法是什么?
長(zhǎng)崎大學(xué)所研發(fā)的系統(tǒng)是基于該LAMP法所構(gòu)建的。
LAMP是Loop-Mediated Isothermal Amplification的縮寫,是榮研化學(xué)自行開(kāi)發(fā)的快速、簡(jiǎn)易、精確的基因擴(kuò)增方法。 具體手法是,對(duì)靶基因的6個(gè)區(qū)域設(shè)定4種引物,利用鏈置換反應(yīng)使其在一定溫度下反應(yīng)。通過(guò)將樣品基因、引物、鏈代換DNA合成酶、底物等混合,在一定溫度(65℃附近)保溫,反應(yīng)進(jìn)行,檢測(cè)過(guò)程僅需一步完成也是其特點(diǎn)。
同時(shí),因?yàn)閿U(kuò)增效率高,所以DNA可以在15分鐘~1小時(shí)之內(nèi)擴(kuò)增到109~1010倍。另外,因?yàn)閾碛袠O高的特異性,所以可以根據(jù)擴(kuò)增產(chǎn)物的有無(wú)來(lái)判定目標(biāo)基因序列的存在與否。
LAMP 法的操作流程
LAMP法的特點(diǎn):
1.不一定需要從雙鏈到單鏈的變性。
2.擴(kuò)增反應(yīng)均在等溫下連續(xù)進(jìn)行。
3.基因增幅效率高。
4.通過(guò)設(shè)置包括六個(gè)區(qū)域的四種引物,可以特異性擴(kuò)增靶基因序列。
5.無(wú)需使用特殊試劑、設(shè)備,可以降低總成本。
(本次長(zhǎng)崎大學(xué)開(kāi)發(fā)的檢測(cè)系統(tǒng)則是利用自動(dòng)LAMP儀,將這個(gè)過(guò)程自動(dòng)化,提高效率)
6.擴(kuò)增產(chǎn)物是在同一鏈上具有互補(bǔ)序列的重復(fù)結(jié)構(gòu)。即使模板是RNA,也可以通過(guò)加入逆轉(zhuǎn)錄酶以與DNA的情況相同的方式一步擴(kuò)增。
因?yàn)榇饲癓AMP法基因檢測(cè)技術(shù)已經(jīng)成熟,本次長(zhǎng)崎大學(xué)開(kāi)發(fā)的檢測(cè)系統(tǒng)又基于其上。若此檢測(cè)系統(tǒng)能經(jīng)過(guò)臨床驗(yàn)證,想必將會(huì)立即投入日本抗疫第一線發(fā)光發(fā)熱。屆時(shí)日本政府也就沒(méi)有理由限制檢測(cè)量,新型冠狀病毒疫情實(shí)際情況想必也會(huì)更加透明。