诊断寨卡病毒的新工具
澳门威尼斯人注册网站研究人员在杂志上介绍了冻干的纸质原型细胞
波士顿大学生物医学工程博士候选人Dana Braff是《细胞》杂志上一篇论文的共同主要作者，该论文描述了一种新的寨卡病毒诊断方法的原型。
寨卡病毒在2015年底引起了全世界的关注，当时巴西的科学家开始怀疑这种病毒与胎儿小头症（一种婴儿出生时头小且神经缺陷的综合征）之间存在联系，同时寨卡病毒还可能与格林-巴利综合征（一种会导致虚弱和暂时瘫痪的神经综合征）有关。据世界卫生组织（WHO）称，尽管卫生官员做出了努力，但仍有66个国家和地区报告了寨卡病毒的传播。2016年4月下旬，美国疾病控制和预防中心（CDC）报告了美国首例因寨卡病毒死亡的病例：波多黎各的一名男子，截至2016年4月14日，已有683例寨卡病毒确诊感染。
寨卡病毒最令人烦恼的挑战之一是它很难诊断。寨卡病毒的许多症状，如发烧、头痛、疲劳和不适，与登革热和基孔肯雅热有重叠，据估计，80%的寨卡病毒感染者根本没有任何症状。
现在，一组澳门威尼斯人注册网站研究人员已经开发出一种简单、廉价的寨卡病毒检测原型，他们将RNA传感器嵌入小纸片中，纸片在病毒存在时从黄色变成紫色。2016年5月6日，《细胞》杂志在线报道了这一原型，仅用了3个多小时，它就成功地在一只受感染猕猴的血浆中检测出了活的寨卡病毒。它还能够区分寨卡病毒和登革热，以及两种不同的寨卡病毒株。这项新技术为在现场部署敏感的分子诊断提供了一种方法，也可能为快速开发针对全球卫生危机的诊断工具提供了一条途径。
麻省理工学院生物工程Termeer教授、哈佛大学Wyss澳门威尼斯人注册网站研究所附属机构的James Collins是《细胞》杂志论文的资深作者，他说：“这表明我们如何能够以一种快速、廉价的方式使用合成生物学来应对新出现的疫情。”柯林斯指出，他的跨学科澳门威尼斯人注册网站研究团队在七所不同的大学工作，在大约六周内建立并测试了诊断。他补充说：“我们是一群学者，没有准备好做这件事，但我们放弃了一切，把它整合在一起。”“一个来自工业界或政府实验室的团队，可以在不到一周的时间内完成这项工作。这就是这个合成生物学平台的潜力所在。”
寨卡病毒的血液检测已经存在，但存在问题。一种检测方法是寻找人们接触寨卡病毒时产生的抗体，但结果可能很难解释，因为类似的病毒，如登革热，会促使患者产生类似的抗体。《细胞》杂志描述的原型诊断使用了一种不同类型的分析，称为基于核酸的测试，它寻找寨卡病毒特有的RNA序列。波士顿大学生物医学工程博士候选人、《细胞》杂志论文的共同第一作者Dana Braff表示，这些测试更准确，但现有的版本既昂贵又耗时。“这些测试需要昂贵的设备，而且必须有人经过培训才能使用。Braff说，“许多国家只有很少的中心，你可以把测试送到那里进行分析。”他补充说，现有测试的试剂每次测试可能要花费5到20美元，而纸盘原型每次测试只需要大约1美元。
新的寨卡病毒诊断方法利用了最近开发的两项技术，从而降低了成本。第一种是由前波士顿大学博士后亚历山大·格林（Alexander Green）开发的，他是《细胞》论文的主要作者之一，现在在亚利桑那州立大学工作。这种可编程传感器被称为“支点开关”，科学家可以设计它来感知几乎任何RNA序列。第二项技术是由另一位前波士顿大学博士后基思·帕迪（Keith Pardee）发明的，他也是《细胞》那篇论文的共同主要作者，现在在多伦多大学工作。这是一个装有RNA传感器和使其工作的细胞成分的滤纸圆盘。通过冷冻干燥嵌入传感器的纸张，澳门威尼斯人注册网站研究小组创造了一种纸基因电路——一种无菌的、便携的诊断设备，可以在室温下储存和分发。
新的诊断方法还包含一种新的分子工具，使用基于CRISPR/ cas9的基因编辑技术来区分两种寨卡病毒株，这种技术可以识别美国的寨卡病毒株，而不能识别非洲的寨卡病毒株。在巴西发现的美国毒株值得特别关注，因为只有它与胎儿小头畸形和格林-巴氏综合征的高发病率有关。
虽然寨卡病毒检测呈阳性会产生肉眼可见的颜色变化，但该团队还制造了一种便携式手持“阅读器”，价格约为250美元，可以提供更快、更灵敏的检测。
澳门威尼斯人注册网站研究小组发现，第一代技术有一个严重的局限性：它只能检测到浓度为30纳摩尔的溶液中的病毒，但寨卡病毒在人类血液、唾液和尿液中的浓度要低得多。据报道，尿液中寨卡病毒的最高浓度为365毫摩尔，比该技术能检测到的浓度高出约100万倍。
布拉夫说：“寨卡病毒有点独特，因为它存在于体液中的水平非常低。”“为了使这项技术具有临床意义，我们知道我们需要让它对更低的浓度敏感。”
为了做到这一点，澳门威尼斯人注册网站研究小组在设备中加入了一种叫做NASBA的现有分子工具，它可以放大——增加给定样本中DNA或RNA的拷贝数量。Braff说，该团队现在正试图修改诊断中的分子工具，使其在“一锅”反应中在相同的温度下进行扩增和检测。他们还在制造一种新的读卡器，可以在芯片上孵化反应。
“这个平台最令人兴奋的事情之一是，我们可以把我们所做的应用于任何病原体或病毒，”布拉夫说，他目前正在进行一项测试，以确定不同菌株的细菌对特定抗生素的敏感性。“无论出现什么情况，这都将使我们有能力迅速作出反应。”
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