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2018
02-02

照亮携带疾病的蚊子


桑迪亚的QUASR能快速准确地检测西尼罗河病毒和其他病毒

蚊子对传播疾病是致命的有效的。尽管疫苗和努力根除了令人讨厌的昆虫,但它们继续感染像寨卡病毒,疟疾和西尼罗河病毒等可怕疾病的人类。

红色意味着桑迪亚国家实验室的研究人员Cameron Ball和Robert Meagher正在测试他们的QUASR,猝灭未合并扩增信号记者,检测疟疾和西尼罗河病毒等方法。 QUASR的正向信号比负向信号亮10倍,足以满足现场实验室和手持设备的要求。

蚊子占上风要求速度。他们的生命周期通常是两周或更少,他们只需要温暖的天气和积水来繁殖。

桑迪亚国家实验室的化学工程师Robert Meagher开发了一种简单的技术,可同时检测来自西尼罗河和来自蚊子样品的基孔肯雅病毒的RNA。他现在正在努力添加屏蔽寨卡病毒的能力。

Meagher解释说:“我们的最终目标是开发一种被动监测蚊媒疾病的自主设备。 “但是首先你需要一个比实验室中的金标准更稳定的分析方法,而且假阳性率非常低。”

比太阳还要光明照顾Meagher和Sandia的同事Yooli Light,Chung - Yan Koh和博士后研究员Cameron Ball在RT-LAMP中对未掺入的扩增信号报告子(QUASR)进行淬灭,使得明亮的单步闭式管和多路复用的RNA病毒检测。“

他们研究了逆转录环介导的等温扩增(RT-LAMP),这是一种等温核酸扩增技术,用于替代较为常见的聚合酶链式反应(PCR)传染病的护理诊断。但是,RT-LAMP通常需要太多的操作或复杂的仪器才能适用于现场使用或自主设备。

RT-LAMP依赖引物,DNA片段序列,结合目标 - 目标病毒的RNA - 然后生成大量的DNA。通过对引物进行荧光标记,新DNA随着它的产生而发光。如果引物没有找到病毒RNA,就没有发光。

桑迪亚的研究人员添加了一个不同的DNA片段序列,称为淬灭探针,补充了一小段引物。当反应发生时,淬灭探针抑制任何未掺入的引物。这放大正信号比负信号亮10倍。由于信号非常亮,QUASR可以同时屏蔽三个不同的目标,节省时间和金钱。 Meagher说:“我们没有想到一个明亮的信号,所以我们想出了QUASR这个名字,这个名字来源于类星体,这个极其明亮的天体可以比太阳明亮一万亿倍。

QUASR足够简单,可用于现场实验室。 Sandia团队正在努力将QUASR集成到手持设备中。 QUASR使快速响应成为可能,而QUASR则使得矢量控制区受益匪浅。这些地区通常是公共卫生机构的一部分,在当地监测和控制携带疾病的昆虫。

目前,发现携带疾病的蚊子是一个复杂而漫长的过程。一个矢量控制区的现场工作人员收集和准备蚊子样本,然后将这些样本发送到实验室进行测试,使用复杂的PCR技术。

使用QUASR,无论是在便携式微流体装置还是简单的现场实验室,用户都可以在大约半小时内获得肯定的或不合格的结果。像样本中存在的病毒RNA数量的更多细节仍然需要实验室PCR。

“这将允许在现场的人迅速作出减少蚊子减少的决定,可以 预防疾病的蔓延,“Meagher说。

从疟疾中区分埃博拉病毒

QUASR也可用于筛查人们患有寨卡病毒或埃博拉病毒等疾病。这是一个不断变化的景观;一年前,甚至没有人听说过寨卡病毒,而最近刚刚宣布国际卫生紧急状况的是寨卡病毒。 Meagher说:“从概念上讲,为不同的病毒调整检测方法并不困难。 “在处理不同的病毒和人类样本时,涉及到一些试验和错误。”

Meagher最近收到国立卫生研究院(NIH)资助的一个 开发一种可现场部署的差异化验诊断疟疾和病毒性发热疾病,包括埃博拉病毒。 德克萨斯大学医学分部 在加尔维斯敦是该项目的合作伙伴。

由于疟疾和埃博拉病毒有类似的症状 - 发烧,发冷,头痛,腹泻和呕吐 - 卫生官员担心疟疾病人正被送往埃博拉病毒检疫区。

Meagher说:“能够迅速区分埃博拉病毒和血液样本中的疟疾的医疗点设备可以防止危险的误诊。

拉萨,登革热和其他发热疾病也是NIH项目的目标。

美好的未来

Meagher和他的团队着手解决误报问题。他说:“即使是一个微不足道的误报率也会打破自主监测设备的目的。” “信号放大,积极响应的惊人亮度,不是一个目标,但肯定是一个受欢迎的结果。

虽然人眼只能有效区分三种不同的颜色,但该团队正在开发成像技术,可以同时筛选更多的目标。 Meagher说:“我很高兴这种技术可以为现场工作人员做些什么。 “能够快速决定在哪里引导蚊子减少资源或如何分流病人将有助于我们保持领先的蚊媒疾病爆发。”

来源:桑迪亚