「Nature子刊」30分钟即可检测新冠！低成本、更快速、更精确的COVID-19检测技术来了

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作者：Daisy

导读：理想的COVID-19检测应将快速、灵敏和易用等优点结合起来，但遗憾的是，现有的基于RT-PCR的新冠检测技术无法满足这三个条件。因此，开发一种检测速度快、特异性高、灵敏度好以及易用性强的检测技术就显得尤为重要。最近，刊登在《Nature Communications》上的一项研究，DTU卫生技术研究人员开发出了一种一锅、无酶、等温检测法，快速检测SARS-CoV-2 RNA的低成本检测技术。这种“单锅检测法”，命名为NISDA检测法，特异性为100%，基于TMSD（无酶分子工具)，在42°C下30分钟内检测到极低浓度的RNA。

随着大流行的爆发，你一定希望有一种快速的诊断方法，这样我们就可以迅速知道自己是否被感染了，例如，在你登机或探亲之前。

目前世界卫生组织推荐的SARS-CoV-2 RNA检测方法很大程度上需要依赖生物酶的作用。高成本、严格的运输和储存条件以及全球酶供应短缺限制了大规模检测。这意味着大多数国家必须优先对易感染病例进行检测，这会造成诊断和确定阳性病例的延误，同时也会妨碍大流行的缓解和抑制。

为了跟上新冠病毒的高传播率，SARS-CoV-2检测以创纪录的速度发展，体外诊断（IVD）市场经历了前所未有的活力。以核酸为基础的诊断方法，用于筛选鼻/口咽拭子样本中的病毒RNA，通常用于识别那些患有活动性冠状病毒感染的患者。尽管胸部计算机断层扫描（CT）和血清学检测正在用于新冠病毒的诊断，定量逆转录聚合酶链反应（qRT-PCR）仍然是全基因组检测的金标准，在控制新冠病毒大流行方面发挥着关键作用。然而，从样品到结果需要几个小时，并且该方法需要一个复杂的热循环仪器，以在离散步骤中升高和降低反应温度。

最近，研究人员在《Nature Communications》上发表了一篇题为：“A non-enzymatic, isothermal strand displacement and amplification assay for rapid detection of SARS-CoV-2 RNA”的文章，介绍了一种快速检测SARS-CoV-2 RNA的非酶等温链置换和扩增方法，这种检测方法相对于之前的检测法具有更多的优势，称为NISDA 检测法：不需要 RNA 逆转录步骤，速度快（<30 分钟），经济实惠，在室温下非常稳固（>1 个月）、等温（42 °C），可以说是一种绝佳检测。

DOI: 10.1038/s41467-021-25387-9

更简单、更便宜

非酶等温扩增法由于其简单、快速的特点，已显示出替代qRT-PCR的潜力。尽管这些方法在目标基因较短时表现良好，但它们仍不能有效地检测整个基因组（长DNA或RNA靶点）。


在新冠肺炎大流行期间，仅欧元区在2020年第一季度的GDP就下降了3.8%（欧盟统计局2020年）。因此，开发一种低成本的病原体检测方法，将对患者和旨在对抗未来流行病的医疗系统都非常有益。

DTU Health Tech的副教授孙毅（音译)和博士后研究员Mohsen Mohammadniaei共同发明了一种“单锅检测法”，他们将其命名为NISDA（非酶等温链置换和扩增方法）。该检测方法用于快速检测SARS-CoV-2 RNA，无需qRT-PCR方法中的RNA逆转录步骤。作为一个“锅”，可实现单步检测程序，即用户只需将样品添加到一根试管中，将其放置在仪器中，等待30分钟即可获得结果。

该检测在恒温下工作，不需要酶，并且基于toehold介导的链置换（TMSD）方法。TMSD是一种无酶分子工具，其中一条DNA或RNA链（输出）被另一条DNA或RNA链（输入）取代，形成更稳定的双链结构。

NISDA检测与类似分子诊断方法的比较

高精度和高灵敏度

NISDA检测能够在30分钟内检测到极低浓度的RNA（10拷贝/L）。通过与Hvidovre医院和Bispebjerg医院的合作，研究团队可以对NISDA检测进行临床验证，NISDA检测具有100%的特异性，在实验室操作时灵敏度为96.77%，在医院现场操作时灵敏度为100%。

副教授孙毅解释说：“我们利用TMSD方法，设计了三种DNA探针。一个探针将整个基因组交换成短DNA链，另外两个探针利用交换的短DNA触发荧光信号放大级联反应。NISDA检测法的优点在于简单。我们取消了酶的使用，以降低检测成本并增强其在室温下的稳定性。”

在NISDA检测的工作流程中，首先，从患者口咽拭子样本中提取RNA，然后添加到反应混合物中 ，并在42°C下培养30分钟和荧光测量，荧光信号明显高于对照样品（阴性）的样品视为阳性。当目标病毒RNA存在时，它通过INA链的toehold序列被起始者识别。然后INA开始与病毒RNA杂交，导致模板置换。这一步骤被称为“置换”，是将长病毒RNA交换成短DNA模板的过程。这一步非常关键，因为使用短模板后，后续信号放大效率更高。

NISDA检测SARS-CoV-2 RNA

面向多疾病诊断工具

博士后研究员Mohsen Mohammadniaei说：“直接参与改善人们的健康是生物医学研究人员的终极梦想，我们相信NISDA检测为我们提供了实现这一雄心的绝佳机会。”

孙毅表示：“下一步是进一步设计用于检测不同病原体的NISDA检测，并开发用于多种疾病诊断的护理点诊断设备。NISDA检测的另一个优势是它能够设计用于短RNA靶点，如癌症生物标记物microRNA。目前，我们正在探索NISDA检测商业化的不同方案，我们确信NISDA检测将在不久的将来会广为人知。”

参考资料：

https://medicalxpress.com/news/2021-09-low-cost-method-rapid-covid.html

注：本文旨在介绍医学研究进展，不能作为治疗方案参考。如需获得健康指导，请至正规医院就诊。

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作者：转化医学网

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