快速、廉价的检测方法可以检测COVID-19病毒的基因组,而不需要PCR

Harmony新型冠状病毒检测设备包括一个小型、廉价的检测器(左图),可以处理四个反应管(如图所示),以及一个样本收集设备(中图)。结果显示在智能手机上(右)。
资料来源:马克·斯通/华盛顿大学

华盛顿大学的研究人员开发了一种新型COVID-19检测方法,该方法结合了非处方抗原检测的速度和在医学实验室和医院进行的PCR检测的准确性。

Harmony COVID-19检测是一种诊断检测,与COVID-19的PCR检测一样,检测来自SARS-CoV-2病毒的遗传物质。但是,传统的PCR检测可能需要几个小时,而Harmony试剂盒可以在不到20分钟内提供一些样本的结果,并且具有类似的准确性。

“我们设计的测试成本低,足够简单,可以在任何地方使用,”他说巴里卢茨是一位乌斯副工程和调查员的UW副教授,并与教授Baty精密医学研究所。“我们希望低成本将使在本地和世界各地更容易获得高性能测试。”

Lutz是一位资深作家12月15日出版科学推进描述了和谐Covid-19测试套件。研究人员和谐简单易用,采用即用的试剂。该测试使用“PCR样”方法在鼻拭子样品中借助于小型低成本的探测器检测SAR-COV-2 RNA基因组的存在,该样品也由Lutz组设计。智能手机用于操作检测器并读取结果。检测器一次可以通过最多处理四个样品,并适合标准汽车的手套舱。

Covid-19测试的准确性在整个大流行中都是一种压力。Covid-19的许多at-home抗原试剂盒,检测蛋白质的碎片造成的蛋白质产生代替其遗传物质,准确地为80-85%,但椭圆形变种可以降低精度,突破突变相对较高的突变在其他菌株中没有发现。PCR试验一般为95%精确或更好 - 一个关键的FDA基准 - 但需要昂贵的设备和漫长的等待结果。

本文报告的初始结果表明,Harmony套件对于鼻拭子为97%。和谐套件检测到病毒基因组的三个不同区域。如果一个新的变体在一个区域中有许多突变,则新测试仍然可以检测到另一个。例如,可以检测omicron变体,该变体具有编码所谓的尖峰蛋白的基因组的区域中具有数十个突变。

尽管基于PCR(聚合酶链反应)的检测非常准确,但一个关键的限制是PCR检测需要数十个加热和冷却循环来检测样本中的遗传物质。华盛顿大学团队开发的测试通过依赖一种名为RT-LAMP的类似pcr的方法来回避这个问题,这种方法没有同样严格的温度循环要求。

“该试验在恒定温度下运行,因此它消除了加热和冷却的时间,并在约30分钟内给出结果,”Lutz说。

Lutz和两个同事们从UW,Anavasi Diagnostics中纺出了一家新公司,去年由我们到达的300,000美元支持之后获得美国国立卫生研究院1490万美元赠款,用于将Harmony原型工具包开发成产品并扩大生产,以帮助解决COVID-19诊断检测试剂盒持续短缺的问题。

最初,Lutz和他的团队希望该套件可以首先用于诊所,以及医疗监督等其他环境,如工作场所和学校。后来,他们想适应家庭使用的测试。

“很长一段时间,选择一个PCR测试是昂贵的,通常需要一天或更多的结果,或快速抗原测试快结果和低成本,但通常有较低的精度比实验室PCR测试,”鲁茨说。“从第一天起,我们就将测试设计成低成本、高容量的可制造性,同时提供快速的结果和类似pcr的性能。”

NIH资金将在西雅图附近的新Anavasi设施支持大批量生产。

卢茨说:“我们计划让我们的考试在全世界范围内普及和负担得起。”

本文的领导作者是尤文图的Buttada Panpradist,近期的Bioangineering博士学位。第二作者是恩斯·克莱尔,一名生物工程研究科学家,他们在2020年代初发起了该项目。生物工程系的共同作者是博士生罗伯特阿尔库森,伊恩赫尔,秦王和Shane Gilligan-Steinberg;研究科学家Michael Roller,Jack Henry Kotnik,Crissa Bennett和Daniel Leon;和博士生amy oreskovic。其他共同作者,全部在UW,是维多利亚里昂在家庭医学部门;马修汤普森,全球健康教授和海伦D. Cohen赋予家庭医学教授;彼得汉族在基因组科学系;Lea Starita是基因组科学助理教授;和保罗流失,全球卫生副教授,医学和流行病学。该研究由西雅图流感研究和国家卫生研究院资助。

有关更多信息,请联系Lutzblutz@uw.edu

授权编号:R01AI140845、5R61AI140460-03、U01HL152401

日报:科学的进步
DOI:10.1126 / sciadv.abj1281
研究方法:实验研究
研究主题:人们
文章标题:和谐COVID-19:用于即时检测SARS-CoV-2 RNA的现成工具包、低成本检测仪和智能手机应用程序
文章出版日期:2021年12月15日

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华盛顿大学
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