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病原新型智能分型技術(shù)研究獲新進展
作者：朱漢斌      來源：中國科學報
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近日，華南農(nóng)業(yè)大學獸醫(yī)學院教授廖明/張建民團隊創(chuàng)新性地建立了一種可實現(xiàn)單核苷酸多態(tài)性多重精準檢測的新型核酸等溫擴增技術(shù)（ssLAMP），通過獨特的引物設(shè)計策略提高單核苷酸多態(tài)性檢測的靈活性和多引物體系的兼容性，結(jié)合便攜式檢測設(shè)備和結(jié)果智能分析手機APP，可實現(xiàn)對病原單核苷酸多態(tài)性位點的五重精準現(xiàn)場檢測。相關(guān)成果在線發(fā)表于《先進科學》（Advanced Science）。
單核苷酸多態(tài)性與傳染病或遺傳病等多種疾病風險密切相關(guān)，因此被視為分子診斷的關(guān)鍵生物標志物。尤其對于高突變率病原體而言，病原微生物的感染性、傳播力及抗原性等都與單核苷酸多態(tài)性特征相關(guān)，在病原體鑒別診斷中具有重要價值。
傳統(tǒng)的單核苷酸多態(tài)性檢測技術(shù)如基因測序等依賴實驗室精密儀器、耗時長，無法滿足疫病爆發(fā)時對病原體的快速、現(xiàn)場、精準檢測的需求。盡管當前有部分基于LAMP的POCT檢測技術(shù)被建立用于單核苷酸多態(tài)性的快速檢測，但這些方法大多用于單一目標靶點的檢測，多重突變檢測因LAMP復(fù)雜的引物集而難以實現(xiàn)。因此，開發(fā)一種可靈活結(jié)合單核苷酸多態(tài)性特異性探針進行多重突變檢測的新型等溫擴增技術(shù)具有重要的研究意義和應(yīng)用價值。
研究團隊在國家重點研發(fā)計劃等項目的資助下，通過創(chuàng)新引物設(shè)計思路，研究并建立了一種可實現(xiàn)單核苷酸多態(tài)性多重精準檢測的ssLAMP。與傳統(tǒng)LAMP方法不同，ssLAMP方法將引物組內(nèi)一條環(huán)引物改造為線性引物，因此提供了更多的可放置單核苷酸多態(tài)性檢測探針的區(qū)域。這種簡化的引物組合也減少了引物組的復(fù)雜程度，使得多重檢測的引物體系更容易實現(xiàn)，同時可以展現(xiàn)出與傳統(tǒng)LAMP方法媲美的擴增效率和檢測靈敏度。
以新冠病毒S基因中不同的單核苷酸多態(tài)性位點作為檢測靶標時，利用Rnase H2酶水解DNA-RNA復(fù)合體的特性，設(shè)計可識別對應(yīng)單核苷酸多態(tài)性位點信息的檢測探針，可以實現(xiàn)對新冠病毒奧密克戎變異株BA.1、BA.2、BA.3、BA.4和BA.5分支精準識別。
進一步，為了實現(xiàn)ssLAMP對病原的現(xiàn)場化、智能化多重檢測，研究人員研發(fā)了擁有恒溫加熱功能的FAM，SF670雙熒光通道便攜式檢測設(shè)備，同時配套對應(yīng)的結(jié)果智能分析手機APP，通過對不同反應(yīng)管中不同熒光信號的HSV色域進行分析，可在1小時內(nèi)實現(xiàn)對BA.1-BA.5不同變異株的精準智能多重檢測。
該研究建立了一種引物設(shè)計靈活性強，可對多個單核苷酸多態(tài)性位點進行多重精準檢測的新型核酸等溫擴增技術(shù)。結(jié)合便攜式檢測設(shè)備以及智能手機APP，可實現(xiàn)病原的現(xiàn)場化、精準化、智能化快速檢測和基因分型，在動物疫病精準防控、病原基因分型等領(lǐng)域有重要的應(yīng)用價值。
相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1002/advs.202502708
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