便携式检测诊断Covid-19

“这是一个病毒检测和监测方法不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的教授、通讯作者胡安·卡洛斯·伊兹皮苏亚·贝尔蒙特说。“我们可以用一个完成可移植的用不同的机器，用两到三个不同的测试来做同样的事情。”

在世界各地，超过1亿人被感染SARS-CoV-2是病毒引起的新型冠状病毒肺炎．迄今为止，已有50万美国人死于Covid-19。对人群进行检测是阻止病毒传播的关键。此外，跟踪新的SARS-CoV-2变种的传播至关重要，其中一些变种对治疗或疫苗的反应可能不同。

今天，确定鼻拭子是否对Covid-19呈阳性的标准方法是进行聚合酶链反应(PCR)检测SARS-CoV-2病毒的遗传物质然而，如果样本呈阴性，患者和临床医生就无法获得任何可能导致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。如果样本呈SARS-CoV-2阳性，除非进行另一组测试，否则他们无法了解患者感染的是哪种Covid-19变体;这就需要一个大型而昂贵的下一代基因测序机。

用RPA代替PCR

去年夏天，沙特阿拉伯阿卜杜拉国王科技大学(King Abdullah University of Science and Technology)的生物科学助理教授莫里(Mo Li)正在考虑如何将自己在基因工程和纳米孔测序方面的专业知识用于抗击Covid-19大流行。李之前在Izpisua Belmonte实验室做了6年的Salk博士后研究，他想知道一种被称为恒温重组酶聚合酶扩增(RPA)的基因检测方法与实时纳米孔测序相结合是否会更有用——而且更快、更便宜、更便携比目前的Covid-19检测方法他和Izpisua Belmonte合作寻找答案。

不像PCR，通过低温和高温循环来分离DNARPA利用蛋白质——而不是温度变化——在20分钟内完成同样的工作。这项技术可以让研究人员复制更长的DNA片段，同时探测多个基因。

李说:“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。”

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，意思是“纳米孔”测序等温快速病毒扩增，用于近实时分析。”

科学家设计NIRVANA是为了同时检测Covid-19、甲型流感、人类腺病毒和非sars - cov -2人类冠状病毒的样本。研究人员称，在短短15分钟内，该设备就开始报告阳性和阴性结果。在三小时内，该设备最终确定了所有96个样本的结果，包括SARS-CoV-2的五个区域的序列，这些区域特别容易积累突变，导致新的变异，如在英国发现的B.1.1.7变异。

Li和Izpisua Belmonte对NIRVANA检测了10个已知的SARS-CoV-2阳性样本，60个未知的SARS-CoV-2状态样本，以及含有SARS-CoV-2病毒和其他病毒的城市废水样本。在所有的情况下，该试验都能正确地识别出存在的病毒。测序数据还使他们能够缩小阳性样本中SARS-CoV-2的来源;例如，区分中国和欧洲的品种。

“这个实验的设计非常灵活，所以它不仅仅局限于我们展示的例子，”李说。“我们可以很容易地调整它来应对另一种病原体，甚至是一些新的和紧急的东西。”

研究人员说，NIRVANA的工作流程体积小，可携带性好，可以用于学校、机场或港口的快速病毒检测。它还可以用于监测废水或溪流中是否存在新病毒。

“流感大流行提供了两个重要的教训:第一，广泛和快速地测试，第二，了解您的变体。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，也针对未来可能的大流行，”索尔克大学Roger Guillemin主席Izpisua Belmonte说。贝尔蒙特补充说，需要通过市场分析来确定商业化的初始成本——以及为确保检测到新的变异或感兴趣的新病毒而对测试进行的不断调整——是否值得。