劍橋大學 | 釣魚:對常見呼吸道病毒的高精度測試使用DNA作為“誘餌”
指南者留學
2023-01-17 13:33:33
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<p>該測試使用DNA“納米糖蛋白”同時檢測最常見的呼吸道病毒,包括流感病毒、鼻病毒、呼吸道合胞病毒和COVID-19。相比之下,PCR(聚合酶鏈式反應)測試雖然具有很高的特異性和準確性,但一次只能檢測一種病毒,并且需要幾個小時才能返回結(jié)果。</p>
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<p>雖然許多常見的呼吸道病毒有類似的癥狀,但它們需要不同的治療方法。研究人員說,通過一次測試多種病毒,他們的測試將確?;颊哐杆俚玫秸_的治療,也可以減少抗生素的不合理使用。</p>
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<p>此外,這些檢測可以在任何環(huán)境下使用,并且可以很容易地進行修改,以檢測不同的細菌和病毒,包括導致COVID-19的SARS-CoV-2病毒的潛在新變體。研究結(jié)果發(fā)表在《自然納米技術(shù)》雜志上。</p>
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<p>北半球的冬季感冒、流感和RSV季節(jié)已經(jīng)到來,當患者出現(xiàn)在醫(yī)院或診所時,醫(yī)護人員必須迅速做出治療決定。</p>
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<p>“許多呼吸道病毒都有相似的癥狀,但需要不同的治療方法:我們想看看是否可以同時搜索多種病毒。”該論文的第一作者、劍橋卡文迪什實驗室的菲利普·博什科維奇(Filip bozynkovic)說。“根據(jù)世界衛(wèi)生組織的數(shù)據(jù),呼吸道病毒是20%的5歲以下兒童死亡的原因。如果你能想出一種能夠快速準確地檢測多種病毒的測試方法,那將產(chǎn)生巨大的影響。”</p>
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<p>對博科維奇來說,這項研究也是他個人的:小時候,他曾因高燒在醫(yī)院住了近一個月。直到有了PCR儀,醫(yī)生們才弄清楚他的病因。</p>
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<p>“好的診斷是好的治療的關(guān)鍵,”博斯科維奇說,他是劍橋大學圣約翰學院的博士生。“人們出現(xiàn)在醫(yī)院需要治療,他們可能攜帶多種不同的病毒,但除非你能區(qū)分不同的病毒,否則患者可能會接受不正確的治療。”</p>
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<p>聚合酶鏈反應檢測功能強大、靈敏且準確,但它們需要一段基因組被復制數(shù)百萬次,這需要幾個小時。</p>
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<p>劍橋大學的研究人員希望開發(fā)一種使用RNA直接檢測病毒的測試,而不需要復制基因組,但具有足夠高的靈敏度,可用于醫(yī)療保健環(huán)境。</p>
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<p>“對于患者來說,我們知道快速診斷可以改善他們的結(jié)果,所以能夠快速檢測到感染因子可以挽救他們的生命。”來自劍橋治療免疫學和傳染病研究所的聯(lián)合作者斯蒂芬·貝克教授說。“對于醫(yī)護人員來說,這種測試可以在任何地方使用,在英國或任何低收入或中等收入環(huán)境中,這有助于確保患者迅速得到正確的治療,并減少不必要抗生素的使用。”</p>
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<p>研究人員基于雙鏈DNA結(jié)構(gòu)和懸垂的單鏈DNA結(jié)構(gòu)進行了測試。這些單鏈是“誘餌”:它們被編程為“釣”到目標病毒RNA中的特定區(qū)域。然后,納米魚餌通過稱為納米孔的非常小的孔。納米孔傳感就像一個收報機,可以在幾毫秒內(nèi)將分子結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信息。每個納米誘餌的結(jié)構(gòu)揭示了目標病毒或其變體。</p>
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<p>研究人員表示,該測試可以很容易地重新編程,以區(qū)分病毒變體,包括導致COVID-19的病毒變體。由于可編程納米誘餌結(jié)構(gòu)的精度,該方法實現(xiàn)了接近100%的特異性。</p>
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<p>Baker說:“這項工作巧妙地使用了新技術(shù),一次性解決了當前的多種限制。”“我們最困難的事情之一是快速準確地識別引起感染的生物體。這項技術(shù)可能會改變游戲規(guī)則;這是一種快速、低成本的診斷平臺,簡單易行,可用于任何地方的任何樣本。”</p>
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<p>劍橋大學的商業(yè)化部門劍橋企業(yè)已經(jīng)申請了這項技術(shù)的專利,合著者Ulrich Keyser教授與人共同創(chuàng)立了一家公司,劍橋核組學,專注于單分子RNA檢測。</p>
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<p>在卡文迪什實驗室工作的凱瑟說:“納米糖衣基于DNA納米技術(shù),未來將有更多令人興奮的應用。”“為了商業(yè)應用和向公眾推廣,我們必須將納米孔平臺轉(zhuǎn)換為手持設備。”</p>
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<p>“將醫(yī)學、物理學、工程學和化學的研究人員聚集在一起,幫助我們提出了一個真正有意義的解決難題的方案。”博斯科維奇說,他因此獲得了劍橋應用研究學會2022年的博士獎。</p>
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<p>這項研究得到了歐洲研究委員會、溫頓可持續(xù)物理計劃、圣約翰學院、英國研究與創(chuàng)新(UKRI)、威康和國家衛(wèi)生與保健研究所(NIHR)劍橋生物醫(yī)學研究中心的部分支持。</p>
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<p>參考:</p>
<p><br />Filip boskkovic等人,“用可編程DNA納米誘餌同時鑒定病毒和病毒變體。”自然納米技術(shù)(2022)。DOI: 10.1038 / s41565 - 022 - 01287 - x</p>
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<p>注:本文由院校官方新聞直譯,僅供參考,不代表指南者留學態(tài)度觀點。</p>
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