Science子刊：利用LAMP方法快速低成本地檢測寨卡病毒

在一項新的研究中，來自美國、巴西、尼加拉瓜和德國的研究人員開發出一種新的技術而使得通過捕捉和測試蚊子來監控寨卡病毒（Zika virus, ZIKV）傳播能夠變得更加快速和更加低廉。這種基於環介導等溫擴增反應（loop-mediated isothermal amplification, LAMP）的檢測方法能夠區分寨卡病毒亞洲毒株和非洲毒株，而且在理論上可能被用來在現場直接檢測蚊子中可能存在的寨卡病毒。相關研究結果發表在2017年5月3日的Science Translational Medicine期刊上，論文標題為「Rapid and specific detection of Asian- and African-lineage Zika viruses」。

美國普渡大學的Richard Kuhn（未參與這項研究）說，「你能夠僅是捕捉蚊子，將它們磨碎，或者獲得被感染者的血液樣品和其他類型的樣品，隨後直接檢測寨卡病毒是否存在。你不必進行RNA純化，你也不必執行逆轉錄步驟，因而真正地簡化這個過程。」

美國斯坦福大學的Desiree LaBeaud（也未參與這項研究）補充道，這種方法能夠「在偏遠地區開展測試，而且也不需要使用昂貴的設備。它可能用於傳病媒介監控和臨床診斷。」

儘管在1952年，寨卡病毒首次在非洲在人體中被鑒定出，但是直到近年來一種寨卡病毒亞洲毒株在中美洲和南美洲爆發流行病，科學家們才確定這種病毒與頭小畸型相關聯。這種亞洲毒株與這種非洲毒株存在顯著的序列差異。如今，隨著這種亞洲毒株在廣泛地擴散，而且可能擴散到這種非洲毒株存在的區域，區分這兩者可能變得至為重要。

存在於蚊子或人體中的寨卡病毒通常是在實驗室中利用逆轉錄-聚合酶鏈式反應（RT-PCR）進行檢測的。正如聚合酶鏈式反應（PCR）那樣，LAMP利用序列匹配的引物擴增靶DNA序列。但是不同的是，PCR需要讓反應試劑混合液不斷循環地經歷不同的溫度，而LAMP是在恆定的63° C下進行的。這意味著無需購買價格在1.5萬美元到2萬美元的PCR熱循環儀，而僅需構建250美元的加熱塊（heat block）。

寨卡病毒是一種RNA病毒，擴增它的核酸需要先通過逆轉錄步驟將其轉化為DNA。一種逆轉錄酶執行這種轉化，並被用於RT-PCR和逆轉錄-環介導等溫擴增反應（RT-LAMP）之中。但是已存在一些證據證實用於LAMP測定中的嗜熱脂肪芽孢桿菌（Bacillus stearothermophilus）DNA聚合酶也能夠發揮著逆轉錄酶的作用。確實，Rovnak已發現這種酶的逆轉錄酶活性是「非常令人印象深刻的」，這意味著它能夠同時執行DNA轉化步驟和擴增步驟。

Rovnak說，省掉這個逆轉錄步驟和使用簡單的加熱塊，當然會讓這種檢測比RT-PCR測定更加廉價和便於攜帶。但是，如何首先分離寨卡病毒RNA？Rovnak也有一種簡單的現場友好的解決方案。

這種方案就是僅需磨碎攜帶寨卡病毒的蚊子，將它們加入到含有LAMP反應試劑的試管中，在63° C下孵育，Rovnak團隊能夠強健地擴增寨卡病毒RNA。在15隻感染上寨卡病毒的蚊子中，他們能夠準確地全部檢測到，而且在3隻未感染上寨卡病毒的蚊子中，他們均未檢測到這種病毒的存在。

Rovnak團隊也證實他們能夠直接地從被感染的細胞中區分寨卡病毒非洲毒株和亞洲毒株。

考慮到將這種測定方法用於病人診斷，Rovnak團隊接著直接擴增來自被感染者的血漿、血清和精液樣品中的寨卡病毒亞洲毒株，不過這也會產生一些假陽性和假陰性。Rovnak說，這是由於「尚不確定的抑制物質」。

Rovnak說，在這種LAMP方法能夠成為一種診斷工具之前，它需要更一步的開發，但是鼓舞人心的是，它是與RT-PCR那樣是穩健的、準確的和敏感的，但是試劑成本下降了「大約一半」。

原始出處：

Nunya Chotiwan, Connie D. Brewster, Tereza Magalhaes et al.Rapid and specific detection of Asian- and African-lineage Zika viruses. Science Translational Medicine, 03 May 2017, 9(388):eaag0538, doi:10.1126/scitranslmed.aag0538

本文編輯：Anny 本文來源：生物谷

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