快速便携式检测可诊断COVID-19并跟踪变异

临床医生使用一种新的病毒筛查测试不仅可以用便携式口袋大小的机器在几分钟内诊断COVID-19，还可以同时检测可能被误认为是冠状病毒的其他病毒，如流感病毒。与此同时，他们可以对病毒进行测序，提供有关COVID-19突变和变异传播的宝贵信息。这项新的测试被称为NIRVANA，由多机构的科学家组成的团队今天在网上发表了该杂志地中海。

“这是一种病毒检测和监测方法，不需要像其他方法那样需要昂贵的基础设施，”索尔克基因表达实验室教授、共同通讯作者Juan Carlos Izpisua Belmonte说。“我们可以用一个便携设备来完成测试其他人用两到三种不同的机器来做同样的事情。”

全球已有超过1亿人感染了导致COVID-19的SARS-CoV-2病毒。迄今为止，已有50万美国人死于COVID-19。检测人群是阻止病毒传播的关键。此外，追踪新的SARS-CoV-2变种的传播——其中一些可能对治疗或疫苗产生不同的反应——是至关重要的。

目前，判断鼻拭子是否检测出COVID-19阳性的标准方法是进行检测聚合酶链反应(PCR)检测SARS-CoV-2病毒的遗传物质。然而，如果样本为阴性，患者和临床医生无法获得任何可能导致类似冠状病毒症状的信息——除非他们使用不同的拭子样本对其他病毒进行单独的PCR检测。如果样本SARS-CoV-2呈阳性，他们不知道患者感染了哪种COVID-19变体，除非进行另一组测试;这些都需要一台大型且昂贵的下一代基因测序机。

去年夏天，沙特阿拉伯国王科技大学生物科学助理教授的助理思考方式，他可以借给遗传工程和纳米孔测序的专长，以打击Covid-19大流行。李先生六年作为Izpisua Belmonte Lab的Salk Proddoctoral研究员，想知道一种称为等温重组酶聚合酶扩增（RPA）的基因检测方法是否与实时纳米孔测序相结合可能更有用 - 更快，更便宜，更便宜，更便宜更多便携式比当前的Covid-19测试方法。他与Izpisua Belmonte一起寻找。

与PCR不同的是，RPA使用蛋白质，而不是温度变化，在20分钟内完成相同的工作。这项技术可以让研究人员复制更长的DNA片段，并同时探测多个基因。

“我们很快意识到，我们不仅可以使用这种技术检测SARS-CoV-2，还可以同时检测其他病毒，”李说。

在这篇新论文中，Li和Izpisua Belmonte描述了一种小型便携式设备，可以使用RPA分析同时筛选96个样本。他们称这种方法为NIRVANA，即“用于近实时分析的等温快速病毒扩增的纳米孔测序”。

科学家们设计NIRVANA同时检测COVID-19、甲型流感、人类腺病毒和非sars - cov -2人类冠状病毒样本。研究人员称，在短短15分钟内，该设备就开始报告积极和消极的结果。三小时内，该设备就能确定所有96个样本的结果，包括SARS-CoV-2五个区域的序列，这些区域特别容易积累突变导致新的变异，比如在英国发现的B.1.1.7变异。

Li和Izpisua Belmonte对10个已知SARS-CoV-2阳性样本、60个未知SARS-CoV-2状态样本以及含有SARS-CoV-2的城市污水样本进行了检测病毒和其他人。在所有情况下，该试验都能够正确地识别出哪些病毒存在。测序数据还允许他们缩小阳性样本中SARS-CoV-2的来源范围;例如，区分来自中国和欧洲的菌株。

“这个实验的设计非常灵活，所以它不仅仅局限于我们所展示的例子，”李说。“我们可以很容易地利用它来应对另一种病原体，甚至是新出现的病原体。”

与之小尺寸NIRVANA工作流的可移植性，它可以用于快速病毒检测研究人员说，在学校，机场或港口。它还可用于监测污水或溪流以存在新病毒。

“大流行提供了两个重要教训:第一，广泛而快速地检测，第二，了解你的变异。我们的NIRVANA方法为这两个挑战提供了一个有希望的解决方案，不仅针对当前的大流行，也针对未来可能的挑战，”索尔克的Roger Guillemin主席Izpisua Belmonte说。贝尔蒙特补充说，需要进行市场分析，以确定商业化的初始成本——以及为确保检测到新变种或新病毒而不断调整的测试——是否值得。

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