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长崎大学成功研制新冠检测系统 LAMP基因扩增上“热搜”

2020.3.31
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majiushuo

致力于为分析测试行业奉献终身

  目前,新型冠状病毒感染(COVID-19)已成为世界各地的威胁,作为全球公共卫生的首要议题,需要尽快采取措施。

  但是在医疗领域,如今日本的新型冠状病毒快速检测方法还没有确立完成。

  但是最近也有一个好消息。

  3月19日,长崎大学研究团队宣布:长崎大学与佳能医疗系统株式会社共同开发的新型冠状病毒(SARS-CoV-2)基因检测系统取得了初步成功,现阶段正与长崎县合作,开始了县内的临床研究。

  那么,该系统具体是如何检测新型冠状病毒感染的呢?

  长崎大学研发的新冠检测系统

  长崎大学感染症共同研究基地/热带医学研究所的安田二朗教授、吉川禄助教等人的科研团队,开发了属于基因扩增方法,应用了荧光LAMP(Loop-Mediated Isothermal Amplification)法的新型冠状病毒检测方法。

  并紧接着进行了检测灵敏度、特异性及迅速性等性能的基础验证,同时也使用了从感染者处采集的样本进行了临床验证。

  其结果,若临床样本拥有15拷贝数以上的新型冠状病毒基因,则通过该方法仅需10分钟即可得出阳性的检测结果。另外,该小组也使用了非典的病原体,SARS-CoV。结果并没有被检测到,这也从侧面说明了该方法对于新型冠状病毒(SARS-CoV-2)有很高的检测特异性,可以有效降低误诊概率。

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该系统中使用的自动LAMP仪(佳能医疗系统制造)

  此次研发的检测系统,从患者检体中检测出新型冠状病毒基因所需的时间,包括样本的预处理操作(病毒基因的提取)也仅需40分钟。与现行实时PCR法(需约4小时)相比,灵敏度相同,优势在于可以更快地得出检测结果。

  在本系统中使用的装置,轻量且紧凑,操作简单,适合在医疗现场和离岛等特殊环境使用,这一点是其优势之一。

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  另外,在此次的研究中,虽然使用的是与现行的实时PCR法同样的预处理(病毒基因的提取)。但在开发阶段,即使只对咽拭子或鼻腔分泌物样本进行热处理(95℃、10分钟)使病毒灭活简单预处理,也可得到同样的效果。

  研究团队将致力于进一步改进安全性和易用性,以使系统更方便快速地进行检测。

  LAMP法是什么?

  长崎大学所研发的系统是基于该LAMP法所构建的。

  LAMP是Loop-Mediated Isothermal Amplification的缩写,是荣研化学自行开发的快速、简易、精确的基因扩增方法。

  具体手法是,对靶基因的6个区域设定4种引物,利用链置换反应使其在一定温度下反应。通过将样品基因、引物、链代换DNA合成酶、底物等混合,在一定温度(65℃附近)保温,反应进行,检测过程仅需一步完成也是其特点。

  同时,因为扩增效率高,所以DNA可以在15分钟~1小时之内扩增到109~1010倍。另外,因为拥有极高的特异性,所以可以根据扩增产物的有无来判定目标基因序列的存在与否。

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    LAMP法的操作流程

  LAMP法的特点:

  1.不一定需要从双链到单链的变性。

  2.扩增反应均在等温下连续进行。

  3.基因增幅效率高。

  4.通过设置包括六个区域的四种引物,可以特异性扩增靶基因序列。

  5.无需使用特殊试剂、设备,可以降低总成本。

  (本次长崎大学开发的检测系统则是利用自动LAMP仪,将这个过程自动化,提高效率)

  6.扩增产物是在同一链上具有互补序列的重复结构。即使模板是RNA,也可以通过加入逆转录酶以与DNA的情况相同的方式一步扩增。

  因为此前LAMP法基因检测技术已经成熟,本次长崎大学开发的检测系统又基于其上。若此检测系统能经过临床验证,想必将会立即投入日本抗疫第一线发光发热。届时日本政府也就没有理由限制检测量,新型冠状病毒疫情实际情况想必也会更加透明。


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