張鋒再發新冠檢測新技術!可日測 10 萬人!

截止至 4 月 9 號,全球新冠感染人數已經突破 150 萬,造成了接近 9 萬人死亡。但由於檢測能力的不足,各國醫學界廣泛認為目前確診人數被極大程度的低估。

提高檢測能力和靈敏度,對遏制新冠的全球傳播至關重要。

張鋒再發新冠檢測新技術!可日測 10 萬人!

來自麻省理工的「CRISPR 之父」張鋒從疫情爆發以來就一直關注新冠疫情,並早早地將自己的「夏洛克」技術用於新冠診斷。

張鋒再發新冠檢測新技術!可日測 10 萬人!

4 月 8 號,他再次帶領團隊在預印本平臺 BioRxiv 發表了題為《LAMP-Seq: Population-Scale COVID- 19 Diagnostics Using a Compressed Barcode Space》的論文,提出了使用環介導等溫擴增測序(Loop-mediated isothermal amplification-seq, LAMP-Seq)結合 DNA 條形碼標記以實現新冠病毒大規模診斷的可能。

目前商用核酸檢測技術需要先純化 RNA 後逆轉錄,然後才進行熒光定量 PCR,這整個過程往往需要耗費數個小時,而且成本較高。一人份試劑盒的價格在 100 - 200 元人民幣。而且由於檢測需要專業的實驗室,傳統 PCR 檢測的速度被極大程度的限制了。

張鋒再發新冠檢測新技術!可日測 10 萬人!

但本次研究中,張鋒團隊提出的 LAMP-seq 思路可以極大程度的縮短檢測時間。

該技術在獲得鼻/咽拭子、痰或者糞便樣品後無須進行提取純化,可以直接將樣品放入反應體系進行逆轉錄環介導等溫擴增(RT-LAMP),並在過程中通過引物打上 DNA 條形碼。擴增產物隨後會進行滅菌處理,整個過程只需要 40 分鐘。擴增滅菌後的樣品將被集中運送至檢測中心並混合成樣品池,含有超過 10 萬個病人樣品的樣品池會進一步 PCR 擴增。通過下一代測序技術的深度測序,就能準確識別出樣本池中每一位病人是否感染病毒。

隨後,研究團隊通過建模分析了該方法的準確率。發現只要全球流行率低於 1.3%,在使用 10000 個不同條形碼序列和每個樣品 5 個條形碼的情況下,同時跑 10 個樣品池得到的假陰性和假陽性率都低於 0.2%。由於一臺標準的 Illumina NextSeq 測序儀單次測序可在在 14 小時內產生 2 億個測序讀數,研究人員預測一臺機器 14 小時就能診斷 10 萬病人樣品,診斷速度非常快。

研究人員還計算出該方法每人的檢測成本只需要 7 美金,如果找到能夠替代的 Bst 3.0 聚合酶的其他聚合酶,或者提高 Bst 3.0 聚合酶的產量,可進一步將檢測成本降低 4 倍。

雖然 LAMP,DNA 條形碼和高通量測序技術並不新鮮,但張鋒團隊將他們天馬行空的組合起來,為疫情潛在的更大規模爆發提供了一種新的大規模診斷思路。

源於丁香學術,若有不妥,請聯繫!


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