张锋再发新冠检测新技术!可日测 10 万人!

截止至 4 月 9 号,全球新冠感染人数已经突破 150 万,造成了接近 9 万人死亡。但由于检测能力的不足,各国医学界广泛认为目前确诊人数被极大程度的低估。

提高检测能力和灵敏度,对遏制新冠的全球传播至关重要。

张锋再发新冠检测新技术!可日测 10 万人!

来自麻省理工的「CRISPR 之父」张锋从疫情爆发以来就一直关注新冠疫情,并早早地将自己的「夏洛克」技术用于新冠诊断。

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4 月 8 号,他再次带领团队在预印本平台 BioRxiv 发表了题为《LAMP-Seq: Population-Scale COVID- 19 Diagnostics Using a Compressed Barcode Space》的论文,提出了使用环介导等温扩增测序(Loop-mediated isothermal amplification-seq, LAMP-Seq)结合 DNA 条形码标记以实现新冠病毒大规模诊断的可能。

目前商用核酸检测技术需要先纯化 RNA 后逆转录,然后才进行荧光定量 PCR,这整个过程往往需要耗费数个小时,而且成本较高。一人份试剂盒的价格在 100 - 200 元人民币。而且由于检测需要专业的实验室,传统 PCR 检测的速度被极大程度的限制了。

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但本次研究中,张锋团队提出的 LAMP-seq 思路可以极大程度的缩短检测时间。

该技术在获得鼻/咽拭子、痰或者粪便样品后无须进行提取纯化,可以直接将样品放入反应体系进行逆转录环介导等温扩增(RT-LAMP),并在过程中通过引物打上 DNA 条形码。扩增产物随后会进行灭菌处理,整个过程只需要 40 分钟。扩增灭菌后的样品将被集中运送至检测中心并混合成样品池,含有超过 10 万个病人样品的样品池会进一步 PCR 扩增。通过下一代测序技术的深度测序,就能准确识别出样本池中每一位病人是否感染病毒。

随后,研究团队通过建模分析了该方法的准确率。发现只要全球流行率低于 1.3%,在使用 10000 个不同条形码序列和每个样品 5 个条形码的情况下,同时跑 10 个样品池得到的假阴性和假阳性率都低于 0.2%。由于一台标准的 Illumina NextSeq 测序仪单次测序可在在 14 小时内产生 2 亿个测序读数,研究人员预测一台机器 14 小时就能诊断 10 万病人样品,诊断速度非常快。

研究人员还计算出该方法每人的检测成本只需要 7 美金,如果找到能够替代的 Bst 3.0 聚合酶的其他聚合酶,或者提高 Bst 3.0 聚合酶的产量,可进一步将检测成本降低 4 倍。

虽然 LAMP,DNA 条形码和高通量测序技术并不新鲜,但张锋团队将他们天马行空的组合起来,为疫情潜在的更大规模爆发提供了一种新的大规模诊断思路。

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