無需實驗室：基于 DNA 的新技術可在數分鐘內診斷感染
麥克馬斯特大學研究員 Richa Pandey 展示了可以分析醫學樣本并在幾分鐘內返回準確、確定結果的新技術。圖片來源：麥克馬斯特大學
患者將能夠在醫生辦公室接受確診。
由于麥克馬斯特大學研究人員開發的新技術，帶著疾病癥狀去醫生辦公室并帶著科學證實的診斷離開的想法更接近現實。
來自整個校園的工程、生物化學和醫學研究人員結合他們的技能，創建了一種手持式細菌感染快速測試，可以在不到一小時的時間內產生準確、可靠的結果，無需將樣本送到實驗室。
他們的概念驗證研究于發表在《自然化學》雜志上，具體描述了該測試在從真實臨床樣本中診斷尿路感染的有效性。研究人員正在調整該測試以檢測其他形式的細菌并快速診斷包括COVID-19在內的病毒。他們還計劃測試其檢測癌癥標志物的可行性。
麥克馬斯特大學研究員 Leyla Soleymani。學分：JD Howell，麥克馬斯特大學
“這將意味著患者可以獲得更好的治療、更快的結果并避免嚴重的并發癥。它還可以避免不必要地使用抗生素，這可以為我們爭取時間來對抗抗菌素耐藥性，”該論文的共同通訊作者、工程物理學副教授 Leyla Soleymani 說。
“這將為醫生提供科學來支持他們根據他們的技能和經驗已經懷疑的事情，”共同通訊作者、生物化學和生物醫學科學教授 Yingfu Li 說。
新的基于DNA的技術使用類似于血糖監測儀的手持設備。微芯片使用可以檢測感染的特定蛋白質特征的分子來分析一滴體液，例如血液、尿液或唾液。該設備大約有 U 盤那么大，插入智能手機后會顯示結果。
麥克馬斯特大學研究員李英福。圖片來源：JD Howell，麥克馬斯特大學
該發明將 Soleymani 及其團隊開發的電化學工程技術與李和他的同事 Dingran Chang 開發的生化技術相結合。他們與提供真實患者樣本的醫學教授 Marek Smeija 和化學工程教授 Todd Hoare 合作。
“作為科學家，我們希望實現事物，”李說，“我們精通不同的科學和工程原理，當你把它們放在一起幫助人們時，那是一種特殊的感覺。有機會影響社會是我們所有人從事這項工作的原因。”
現有做法通常需要將樣本送到實驗室進行培養，這一過程可能需要數天時間。為患者提供即時結果可以減少感染的傳播，提高患者的生活質量并簡化忙碌的臨床醫生的工作。
新技術可以區分可以用抗生素治療的相同細菌的菌株和對抗生素有抗藥性的其他菌株，這一關鍵區別可以幫助解決日益嚴重的抗菌素耐藥性或 AMR 問題。
“臨床醫生認為測試延遲是一個需要解決的問題，”擔任加拿大微型生物醫學設備研究主席的 Soleymani 說。“我們想建立一個系統，可以在患者第一次就診時向醫生提供盡可能多的信息。”
研究人員正在使用來自漢密爾頓診所的樣本測試對導致 COVID-19 的病毒的相同技術的適應性。
“這項技術用途廣泛，我們非常接近使用相同的技術進行 COVID-19 測試，”李說，他也是麥克馬斯特邁克爾格魯特傳染病研究所的成員。
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研究人員正在探索監管批準和行業合作伙伴關系，以盡快使該技術廣泛使用，不僅在加拿大，而且在世界各地，特別是在實驗室測試機會有限或不存在的地方。
“我認為這項技術是向疾病診斷和管理民主化邁出的一步，”主要作者、Soleymani 實驗室的博士后研究員 Richa Pandey 說。“這項技術可以在世界任何需要測試的地方使用。”