该测试使用DNA“纳米糖蛋白”同时检测最常见的呼吸道病毒，包括流感病毒、鼻病毒、呼吸道合胞病毒和COVID-19。相比之下，PCR(聚合酶链式反应)测试虽然具有很高的特异性和准确性，但一次只能检测一种病毒，并且需要几个小时才能返回结果。

虽然许多常见的呼吸道病毒有类似的症状，但它们需要不同的治疗方法。研究人员说，通过一次测试多种病毒，他们的测试将确保患者迅速得到正确的治疗，也可以减少抗生素的不合理使用。

此外，这些检测可以在任何环境下使用，并且可以很容易地进行修改，以检测不同的细菌和病毒，包括导致COVID-19的SARS-CoV-2病毒的潜在新变体。研究结果发表在《自然纳米技术》杂志上。

北半球的冬季感冒、流感和RSV季节已经到来，当患者出现在医院或诊所时，医护人员必须迅速做出治疗决定。

“许多呼吸道病毒都有相似的症状，但需要不同的治疗方法:我们想看看是否可以同时搜索多种病毒。”该论文的第一作者、剑桥卡文迪什实验室的菲利普·博什科维奇(Filip bozynkovic)说。“根据世界卫生组织的数据，呼吸道病毒是20%的5岁以下儿童死亡的原因。如果你能想出一种能够快速准确地检测多种病毒的测试方法，那将产生巨大的影响。”

对博科维奇来说，这项研究也是他个人的:小时候，他曾因高烧在医院住了近一个月。直到有了PCR仪，医生们才弄清楚他的病因。

“好的诊断是好的治疗的关键，”博斯科维奇说，他是剑桥大学圣约翰学院的博士生。“人们出现在医院需要治疗，他们可能携带多种不同的病毒，但除非你能区分不同的病毒，否则患者可能会接受不正确的治疗。”

聚合酶链反应检测功能强大、灵敏且准确，但它们需要一段基因组被复制数百万次，这需要几个小时。

剑桥大学的研究人员希望开发一种使用RNA直接检测病毒的测试，而不需要复制基因组，但具有足够高的灵敏度，可用于医疗保健环境。

“对于患者来说，我们知道快速诊断可以改善他们的结果，所以能够快速检测到感染因子可以挽救他们的生命。”来自剑桥治疗免疫学和传染病研究所的联合作者斯蒂芬·贝克教授说。“对于医护人员来说，这种测试可以在任何地方使用，在英国或任何低收入或中等收入环境中，这有助于确保患者迅速得到正确的治疗，并减少不必要抗生素的使用。”

研究人员基于双链DNA结构和悬垂的单链DNA结构进行了测试。这些单链是“诱饵”:它们被编程为“钓”到目标病毒RNA中的特定区域。然后，纳米鱼饵通过称为纳米孔的非常小的孔。纳米孔传感就像一个收报机，可以在几毫秒内将分子结构转换成数字信息。每个纳米诱饵的结构揭示了目标病毒或其变体。

研究人员表示，该测试可以很容易地重新编程，以区分病毒变体，包括导致COVID-19的病毒变体。由于可编程纳米诱饵结构的精度，该方法实现了接近100%的特异性。

Baker说:“这项工作巧妙地使用了新技术，一次性解决了当前的多种限制。”“我们最困难的事情之一是快速准确地识别引起感染的生物体。这项技术可能会改变游戏规则;这是一种快速、低成本的诊断平台，简单易行，可用于任何地方的任何样本。”

剑桥大学的商业化部门剑桥企业已经申请了这项技术的专利，合著者Ulrich Keyser教授与人共同创立了一家公司，剑桥核组学，专注于单分子RNA检测。

在卡文迪什实验室工作的凯瑟说:“纳米糖衣基于DNA纳米技术，未来将有更多令人兴奋的应用。”“为了商业应用和向公众推广，我们必须将纳米孔平台转换为手持设备。”

“将医学、物理学、工程学和化学的研究人员聚集在一起，帮助我们提出了一个真正有意义的解决难题的方案。”博斯科维奇说，他因此获得了剑桥应用研究学会2022年的博士奖。

这项研究得到了欧洲研究委员会、温顿可持续物理计划、圣约翰学院、英国研究与创新(UKRI)、威康和国家卫生与保健研究所(NIHR)剑桥生物医学研究中心的部分支持。

参考:

Filip boskkovic等人，“用可编程DNA纳米诱饵同时鉴定病毒和病毒变体。”自然纳米技术(2022)。DOI: 10.1038 / s41565 - 022 - 01287 - x

注：本文由院校官方新闻直译，仅供参考，不代表指南者留学态度观点。