美開發(fā)可快速診斷肺結核的便攜納米設備 用時不到3小時
美國馬薩諸塞州總醫(yī)院（MGH）研究人員曾*開發(fā)出癌癥診斷便攜設備，現在他們又在結核病和其他重要傳染病的快速診斷技術上取得了新的進展。研究人員在《自然·通訊》和《自然·納米技術》分別發(fā)表研究成果，該設備融合了微流體技術和核磁共振（NMR）技術，不僅能診斷出這些重要的傳染病，還能確定是否存在耐抗生素菌株。
兩篇論文的共同作者、MGH主任醫(yī)師拉爾夫·惠斯勒博士表示，快速查明與傳染病有關的病原體并對耐藥性進行測試，對于診斷疾病和決定是否要對患者使用抗生素非常重要。新方法僅需2至3個小時即可完成上述過程，這比動輒需要兩周時間才能提供診斷結果的標準培養(yǎng)法有了很大的進步。
MGH研究人員過去曾開發(fā)出能檢測血液（或非常小的組織樣本）中癌癥生物標志的便攜設備。靶細胞或分子首先由磁性納米粒子進行標記，然后樣本通過一個微型NMR系統(tǒng)，其能檢測和量化靶標的量值。但是，要將該系統(tǒng)用于細菌診斷時存在難以找到抗體的問題，在早期研究中，抗體常被用以準確檢出特定細菌。于是，研究團隊轉向將特定核酸序列作為靶標。
在4月23日《自然·通訊》中描述的新設備，可在少量痰標本中檢出結核病菌的DNA（脫氧核糖核酸）。DNA從樣品中提取后，使用標準程序對靶標序列進行擴增，然后由含有互補核酸序列的聚合物小珠捕獲，并由磁性納米粒子（其序列可與靶標DNA的其他部分進行綁定）進行標記。將微型NMR線圈納入設備，即可檢出樣本中存在的任何結核病菌DNA。
對結核病患者和健康人群的對照樣本進行的測試表明，該設備在不到3小時的時間內檢出了所有的陽性樣本，誤報率為零。而現有的診斷程序則需數周時間，且漏報率高達40%。
研究人員在5月5日《自然·納米技術》上描述了一種類似的新技術。該系統(tǒng)將核糖體RNA（rRNA）作為納米粒子標記的目標。研究人員開發(fā)的普通核酸探針能檢測許多細菌種群共有的rRNA區(qū)域，開發(fā)的另一組探針則將13種臨床上常見的重要病原體的特定序列作為靶標，這些病原體包括肺炎鏈球菌、大腸埃希氏菌和耐甲氧西林金黃色葡萄球菌（MRSA）等。
該設備的靈敏度非常高，能檢出10毫升血液試樣中僅存的一兩個細菌，從而準確地判斷出細菌載荷。對感染患者血液樣本的測試表明，系統(tǒng)在不到兩小時內準確地識別了特定的細菌種類，還發(fā)現了標準培養(yǎng)技術無法檢出的兩個細菌種類。
惠斯勒表示，基于磁相互作用檢測病原體是一種非?？煽康姆椒?，其不用管樣品的質量，這意味著在有限資源環(huán)境下的大范圍凈化措施將不再必要。而且，在幾個小時內就能檢測出細菌，這對控制結核病的擴散具有至關重要的意義。
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