美生物公司打算研發家庭病毒檢測套件,目標 30 分鐘內就可從手機得知結果

作者 | 發布日期 2020 年 03 月 16 日 16:45 | 分類 生物科技 , 醫療科技 Telegram share ! follow us in feedly


在美國,疑似新冠病毒感染的患者可以直接將車開進醫院,搖下車窗好讓醫務人員從其鼻子和咽喉處採樣。這些採樣的拭子將送往州實驗室進行檢測,通常來說,需要 3-4 天才能得出檢測結果。

除了速度慢,目前許多國家還面臨著檢測難題。由於醫療資源有限,包括英國、瑞典在內的多個國家已經不再對輕症以及疑似新冠肺炎患者進行病毒檢測,將資源留給醫護人員和重症/病危人群。

在這個緊要關頭,一個能夠輕便快捷檢測病毒的工具的問世顯得尤為重要。

儘管這樣一種工具暫時還未被成功研發,但 Jonathan Rothberg 已經有了自己的想法──他打算打造一套家庭檢測套件,任何人都可以使用其來判斷自己是否感染了新冠病毒,而且,該套件就像普通的驗孕棒一樣易於使用,在半小時內就能得出結果。

在生物技術領域,Jonathan Rothberg 算得上是風雲人物。早年,他分別獲得卡內基美隆大學的工學學士學位和耶魯大學的分子生物化學博士學位、哲學博士學位,曾先後創立過 5 家健康和生物科學公司,為 DNA 測序技術的發展做出了重大貢獻,因此還被人們稱為「生物科技領域的 Steve Jobs」。

近日,Jonathon Rothberg 在 Twitter 上分享了自己關於上述家庭檢測套件的想法。起初,他覺得自己的想法有點不切實際,但他從武漢火神山醫院的建設中受到啟發,推動這個想法成為一個真正意義上的計畫。

Jonathon Rothberg 說:

我告訴我的團隊,中國人僅花 10 天時間就在武漢建立起了火神山醫院,因此,我們也應該竭盡全力,去研發一套新冠病毒的檢測工具。

目前,Jonathon Rothberg 的團隊正在全天候工作以實現其目標,團隊成員主要是來自合成生物學公司 Homodeus 的科學家。

他們所研發的家庭檢測套件的工作原理如下:

  • 使用者首先要用棉籤從鼻子或嘴巴內部取樣一些細胞。然後根據附帶的說明,將拭子依次浸入 3 個試管中,拭子在每個試管中都會發生化學反應,但最終的結果要看第 3 個試管,也就是最後一個試管的變化。
  • 在第一個試管中,拭子上的細胞會被「打碎」,因此使得細胞內部的遺傳物質暴露;在第二個試管中,「引子」會試圖尋找病毒 RNA,如果發現了病毒 RNA,則會將互補 DNA 添加到 RNA,形成雙鏈分子。
  • 將拭子放入第 3 個試管後,定制的酶將對 DNA 進行大量複製,進而更易於檢測到病毒的遺傳物質;另一組酶則負責顯色的工作──如果試管中的液體顏色發生了變化(假如是紅色),則證明使用套件的人已經感染了新冠病毒;如果使用者未被感染,液體將變成另一種顏色(非紅色的其他顏色);假如液體顏色無任何變化,則表示檢測失敗。

使用者還可以將試管的情況用手機拍下來,上傳到相應的 App,進而獲取更多詳細資訊。相關的檢測結果也會自動提交給公共衛生部門。

如果 Jonathon Rothberg 團隊成功研發了這套檢測工具,下一步則是將其送往學術實驗室進行實驗,這個目標將在未來幾週內完成。另一方面,Jonathon Rothberg 還在與賓夕法尼亞大學和耶魯大學溝通,希望盡快與兩家大學合作,在其醫院進行臨床檢測實驗。

除了 Jonathon Rothberg 團隊,蓋茲基金會也已經在家庭冠狀病毒檢測方面做了努力。蓋茲基金會的試劑盒包括一個鼻拭子,人們可以將其送回實驗室,以便在機器上進行檢測和分析,幾天內會出檢測結果。相比之下,Jonathon Rothberg 團隊正在研發的家庭檢測套件雖然方便快捷,但其檢測結果偶爾會出現偏差。

因此,Jonathon Rothberg 認為,自己的解決方案和蓋茲基金會的並不衝突,兩者還可以互補。他表示,如果兩個計畫共享數據,他的團隊就可以比較結果,並且更好地了解自己檢測套件的準確性。另外,人們在使用完該檢測套件後,如果對結果存疑,還可以使用蓋茲基金會的檢測工具來進一步確認結果。

目前,Jonathon Rothberg 團隊正在和蓋茲團隊的研究人員進行協調,蓋茲團隊已經為 Jonathon Rothberg 團隊提供有關簡化套件的建議,以及確保其套件能夠更好地指導用戶的建議。

此外,Jonathon Rothberg 在 DNA 序列技術方面擁有雄厚的實力,蓋茲基金團隊擅長流行病學,兩者在這方面也能進行互補。

雖然 Jonathon Rothberg 的計畫聽起來讓人十分興奮,但普渡大學生物醫學工程助理教授 Jacqueline Linnes 也表明了自己的擔憂。她說:

能在家庭環境中進行檢測真是棒極了,但是這也代表著檢測結果必須可靠。在使用的過程中有一些需要注意的問題,比如,試管必須密封,否則可能會污染樣品並影響結果,還要注意時間安排,如果反應時間過長,原本陰性的樣品也可能會呈陽性。另外,在研發層面,該檢測套件必須具有普適應,如果只能檢測住院病患檢測樣品中的高濃度病毒,那將無濟於事。

▲ 普渡大學研發的手持式「紙設備」。(Source:普渡大學

普渡大學的工程師團隊已經研發出了一種手持式的「紙設備」,能夠便捷快速地檢測到多種病毒,並呈現出測試結果,就如同驗孕試紙一樣。這種設備已被證明可以用於檢測愛滋病,但由於高昂的製程尚未量產。

實際上,Jonathon Rothberg 也承認自己的計畫面臨著巨大的挑戰,他正在與製造商們討論量產的問題,他希望該檢測套件「在全球範圍內廣泛使用」。價格方面,他希望「免費提供給那些負擔不起的人們」。

不過,Jonathon Rothberg 團隊正在研發的這套檢測工具無法檢測抗體,因為感染者可能需要好幾天的時間才能生成足夠的抗體用於檢測,他們需要的是一種能夠在人們感染後立馬檢測出病毒的方法。

此外,Jonathon Rothberg 還希望進行一項測試,以便確診病例在康復期間進行檢查,確保他們的身體在何時才將病毒完全清除。

(本文由 雷鋒網 授權轉載;首圖來源:Flickr/NIAID CC BY 2.0)

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