近日,东南大学附属中大医院医学检验科主任吴国球教授团队,在美国化学会分析化学领域权威期刊 Analytical chemistry(《分析化学》)(中科院一区 Top 期刊)发表了题为「Dual-OR Logic-Gated Lateral Flow Strip Assay Based on Colorimetric-Fluorescence Dual Indication for Screening of HPV16/18 in Multiple Scenarios(基于比色-荧光双指示的双 OR 逻辑门控侧流层析试纸条用于多场景下 HPV16/18 筛查)」的研究成果,该研究将三分支催化发夹组装介导的信号放大技术与基于简单 OR 逻辑门的信号输出相结合,开发了一种基于双 OR 逻辑门的三线侧流条带检测系统,成功实现了对 HPV 16/18 的高灵敏度鉴定,为探索逻辑门在临床检测中的应用提供了思路。东南大学附属中大医院医学检验科吴国球教授为第一通讯作者,东南大学医学院博士研究生王继玮为论文第一作者。
宫颈癌是一种恶性疾病,在欠发达地区由于人类乳头瘤病毒(HPV)疫苗接种不普及以及缺乏完善的筛查计划,宫颈癌的发病率和死亡率不断上升。筛查系统的改进主要涉及 HPV 感染的检测,包括血清学检测、混合捕获技术、qPCR 技术和 Cervista 检测方法等。其中,qPCR 是最常用的 HPV 感染检测方法,但诸多因素限制了其在筛查中的广泛应用。此外,HPV 筛查过程中的自我采样可为参与筛查项目的妇女提供更多隐私保护,有利于筛查的广泛开展。因此,开发一种简便且可在现场拆卸的 HPV 快速检测系统既有意义又有必要。
图 1:(A)用于检测临床样本的三线侧流条带操作流程;(B)目标触发报告器组装的示意图;(C)三线侧流条带结构图及其 OR 逻辑门读取模式图。
鉴于 HPV 病毒的保守序列通常具有复杂的高级结构,靶序列很可能被掩盖;以及临床样本中的大量夹杂物对探针触发概率的影响。我们将 OR 逻辑门的概念运用到检测的方法学中,通过 OR 逻辑门的多靶位识别-合并信号输出来提高阳性样本的检测率。与 RT-PCR 方法相比,该方法无需核酸提取等前处理,反应速度快,样品制备简单,通量潜力大,对设备的依赖性低,有利于受试者的自我检测和基层医疗单位的大规模筛查。其灵敏度和特异性均超过 95%,检测时间缩短至 30 分钟。
图 2. 荧光侧向流试纸条的检测性能评估。(A,D)不同浓度的 HPV18 mRNA 或 HPV16 mRNA 在荧光侧向流试纸中的荧光可见度;(B,E)对应的荧光强度;(C、F)荧光侧向流试纸检测 HPV18 mRNA 或 HPV16 mRNA 的荧光强度与目标浓度对数之间的线性关系;(G)荧光侧向流试纸的特异性评估;(H、I)荧光侧向流试纸的可重复性评估;(J)基于 「OR 」逻辑门的 TCHA-FLFIA 输出可视化。a ~ e 点的输入真值:blank、(0,0,0,0)、(1,1,0 ,0)、(0,0,1,1)、(1,1,1,1)。
该方法是一套适应不同使用场景的侧向流检测系统,它补充了现有的 HPV 快速筛查方法,为宫颈癌预防提供了更多可能。(编辑王倩 校对刘敏 编审程守勤)
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