镰状细胞性贫血检测被重新用于诊断COVID-19
镰状细胞性贫血检测被重新用于诊断COVID-19

镰状细胞性贫血检测被重新用于诊断COVID-19

印度研究人员开发的基于CRISPR的纸质剥离试验以及实时PCR在识别SARS-COV-2的存在并在一小时内返回结果。

G.B.S.N.P. Varma
11月18日,2020年11月18日

上图:基于feluda的SARS-CoV-2检测
Debojyoti chakraborty博士的实验室,csir-igib

一世1965年,印度著名电影制作人萨蒂亚吉特·雷(Satyajit Ray)创造了一个深受喜爱的虚构侦探Feluda。在一系列短篇小说中,精明的牙买鞋追踪一名试图摧毁印度古庙的破坏者,在加德满都捣毁了一个假冒药品团伙,清理了孟买走私者的钟表。新德里科学和工业研究委员会(CSIR)基因组学和整合生物学研究所的研究人员受到侦探出色分析技能的启发,给他们新的基于crispr的COVID-19诊断方法起了一个亲切的昵称Feluda (FnCas9 Editor Linked Uniform Detection Assay的缩写)。榻榻米检查该测试的商业名称为Feluda,于11月9日在印度发射。

该测试使用CRISPR-Cas系统,在贴在纸条上的鼻拭子或唾液样本中探测SARS-CoV-2病毒的特异性基因序列。据一份发表于英国《金融时报》的预印本称,与虚构的《飞艇》一样,《飞艇》快速、准确,在各种场合都能发挥作用medRxiv在九月。印度的监管机构对患者样品的测定进行了独立评估,发现Feluda在检测Covid-19感染方面是高度准确的。

“这项技术的精确度,速度和可负担性的结合显着,”华盛顿特区全球发展中心的医疗保健供应链专家和高级研究员,据称坦克智库的全球发展中心的高级研究员说,帕希特·亚达夫说Melinda Gates基金会。

印度的药物控制器将于9月19日批准了Feluda,并在10月22日咨询印度医学研究理事会批准了公共和私人实验室使用它。该检测需要500卢比(6.75美元)在实验室制作和处理患者样本,并在一小时内给出结果。

亚达夫说:“一旦大规模验证和商业制造问题得到解决,它就可以成为COVID-19检测的支柱,不仅在印度,而且在世界上许多正在寻求快速、负担得起和精确检测的国家都是如此。”亚达夫没有参与该项目。

印度首次报告的Covid-19案于1月30日,并于3月12日第一次死亡。在大流行的开始,测试仅限于印度的一些公开资助的实验室。后来,它扩展到私人实验室。仍然存在限制。印度目前每天只测试约0.1%的人口,导致该国在世界人均最低的世界中排名。

与印度的150万人相比,美国每天的每天测试差约为120万左右,但只有四个较小的人口,尤其是Ashoka大学物理学和生物学教授的豪华植物,而且数学科学研究所在不参与研究的印度。“我认为我们应该每天测试大约0.5%的人口,作为一个理想的,但我们以前的测试是比以往任何时候都更多的,”他说。

今年早些时候,一名基于浦那的生物技术公司MyLab Discovery解决方案的研究人员组成一个测试套件- 对于Covid-19的Codetect-19,返回的结果为2.5小时,精度100%。这是在该国批准的印度制造的新型冠状病毒的第一个实时PCR试验。它的价格约为16美元。对于探索,一个重要的限制因素是实时PCR机器本身的成本,可达26,000美元。

然而,Feluda使用纸质条来揭示结果,类似于妊娠试验的读数。联合领导科学家Debojyoti Chakraborty表示,任何可以运行普通PCR机器并遵循简单的移液议定书的人都可以这样做。Feluda可以在任何诊断实验室或医疗保健中心进行,该中心容纳一个简单的PCR机器,其设备和试剂比Pathodetect便宜。

该方法已在2000多个样本上进行了测试。它检测出了患有SARS-CoV-2病毒的人,灵敏度的测量值为96%,而排除了没有这种病毒的人,特异性的测量值为98%。

从镰状细胞性贫血到COVID-19

Feluda出现出“Serendipity”,Chakraborty说。在过去的两年半,他和他的同事Souvik Maiti一直在研究一个Cas9系统,可以检测导致镰刀细胞贫血的基因中的突变,以便进行护理点CRISPR诊断。为了测试他们的方法,他们在印度的Chattisgarh州的佛罗里达州州的远程医疗中心旅行,并从已知的人们收集唾液样本具有镰刀细胞贫血以及突变的潜在静音载体。

由于他们在1月份的结果中展现出来,Covid-19击中,他们想知道他们是否可以试图检测SARS-COV-2的技术。

Chakraborty说,他的研究生和博士后团队很快就开始日夜工作,一些同事在这个过程中感染了这种病毒。到3月,他们已经开发出了一种诊断的原型,并在5月,他们将这项技术授权给了TATA医疗和诊断有限公司,并获得了监管部门的批准。

Feluda的工作原理是,首先将病毒RNA从样本转化为DNA,然后通过PCR扩增特定的病毒基因,在此过程中,它会在扩增产物上添加生物素标签。随后,将样本与荧光标记的FnCas9引导的RNA复合物孵卵在同一PCR管中,该复合物从SARS-CoV-2中寻找这些序列并钩住它们,创建荧光FnCas9和生物素标记的病毒DNA序列的更大的复合物。然后,技术人员添加一个缓冲器,并将一个纸条浸入试管中。纸上的金纳米颗粒可以识别荧光标记,整个复合物沿条带向上流动并沉积在链霉亲和素上,链霉亲和素与DNA上的生物素标记相互作用。纳米粒子的聚集产生可见信号。

还有其他一些基于crispr的COVID-19检测方法,包括这是由麻省理工学院和哈佛大学开发的,它们使用Cas12或Cas13蛋白质来发现病毒。

犹他大学的研究科学家Harikrishnan Jayamohan没有参与这项工作,他说:“如果Feluda在印度大规模开展工作,这将是RT-PCR的一个很好的替代品。这也将是对抗原测试的一个巨大飞跃,抗原测试被广泛使用,廉价,快速,易于使用,但敏感性非常低。”近50%印度的COVID-19诊断是通过抗原检测完成的。

“费拉达在某种程度上是良好的,”希德拉巴的CSIR中心主任Rakesh Kumar Mishra表示,用于细胞和分子生物学中心,尚未参与Feluda研究。它在偏远地区特别有用,因为Feluda可以使用简单的PCR机器,并且该机器可以置于农村医疗中心。但是纸条测试的实际价值是当它可以用于自检或在家中,虽然Feluda还没有准备好。

“这是我们战斗的艰难的事情,”Mishra说。“任何工具都是一个很好的工具。”

M.Azhar等人,“使用FNCAS9快速,准确,核碱基检测”,“medRxiv2020年,doi: 10.1101 / 2020.09.13.20193581。