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为解决传统疟疾诊断局限,研究人员开发 LAMP-MS 检测法,该方法灵敏、特异,适用于资源受限地区。
疟疾,一个在热带和亚热带地区肆虐的 “健康杀手”,每年都有数以亿计的人被它感染,夺走数十万人的生命,尤其是非洲撒哈拉以南地区的儿童,深受其害。传统的疟疾诊断方法,比如显微镜检查和基于聚合酶链反应(PCR)的检测,虽然可靠,但在资源匮乏的地区却很难施展拳脚。因为显微镜检查需要专业的技术人员和一定的实验室条件,而 PCR 检测则依赖复杂的设备和专业人员操作,这些地区往往不具备这些条件。因此,开发一种快速、准确且适用于资源受限地区的疟疾诊断方法迫在眉睫。
韩国大学医学院研究人员开展了一项研究,开发出一种结合 Chelex-100 / 煮沸 DNA 提取法与环介导等温扩增 - 微扫描仪(LAMP-MS)检测的疟疾诊断平台,并将研究成果发表在《Scientific Reports》上。这一成果意义重大,有望为疟疾防控带来新的转机。
研究人员主要采用了以下关键技术方法:一是样本采集,收集了 2013 年至 2022 年韩国大学九老医院疑似疟疾感染患者的残留血液样本;二是 DNA 提取,使用 Qiagen QIAamp DNA Blood Mini Kit 和定制的 Chelex-100 / 煮沸核酸提取法;三是检测分析,运用 LAMP-MS 检测、定量实时 PCR 等技术,并对相关数据进行统计分析。
下面来看具体的研究结果:
- Chelex-100 / 煮沸法的优化:通过实验确定从血液样本中提取 DNA 的最佳条件,血液浓度为 2.5%、Chelex-100 树脂溶液浓度为 10% 时,该方法效果最佳。
- LAMP-MS 检测法的开发:开发出的 Pan/Pf/Pv/IC LAMP-MS 检测法与多重疟疾 Pan/Pf/Pv/IC LAMP 检测法相比,结果一致,且能通过便携式显微镜直接观察到核酸扩增情况,可靠性高。
- 检测限评估:使用恶性疟原虫(Pf)和间日疟原虫(Pv)临床样本评估 LAMP-MS 检测法的检测限(LoD)。结果显示,Pf 的 LoD 为 1.1×102 寄生虫 /μL,Pv 的 LoD 为 2×102 寄生虫 /μL。虽然 qPCR 检测法灵敏度略高,但 LAMP-MS 检测法比快速诊断测试(RDT)更灵敏。
- 临床性能评估:用 260 份临床样本评估 LAMP-MS 检测法的临床性能。对于 Pf 样本,Pan 靶标的灵敏度为 97.5%,Pf 特异性靶标的灵敏度为 100%;对于 Pv 样本,Pan 靶标的灵敏度为 95%,Pv 特异性靶标的灵敏度为 94%;对于非感染样本,该检测法特异性达 100%。这些结果与商业 RealStar 疟疾筛查和分型 PCR 试剂盒相当。
- 交叉反应测试:用感染其他病毒的样本测试 LAMP-MS 检测法的交叉反应性,结果显示该检测法与寨卡病毒、基孔肯雅病毒、日本脑炎病毒和登革热病毒等均无交叉反应,特异性良好。
研究结论和讨论部分指出,LAMP-MS 检测法优势明显。它能在 30 分钟内得出结果,检测成本低,样本制备简单,总体诊断过程经济高效。其微芯片设计可实现多重检测,通过增加芯片 chambers 数量,还能检测更多病原体。不过,该检测法也存在一些局限性,比如样本加载时可能发生交叉污染,操作步骤较多易出现人为误差。未来可开发全封闭的墨盒系统来解决这些问题。此外,还需进一步在实地条件下验证其可行性,评估对干血斑和毛细血管血样本的适用性,提高对 Pv 的检测灵敏度并纳入更多疟疾种类,以进一步提升其诊断能力。
总的来说,这项研究开发的 LAMP-MS 检测法为疟疾诊断提供了新的选择,尤其在资源受限地区具有重要的应用价值,对疟疾的有效管理和根除意义非凡。
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