纽约——斯坦福大学的研究人员一直在开发一种低成本的分子COVID-19唾液检测方法,他们计划将其商业化,用于家庭和低资源环境。
这项名为SnapDx的测试可以帮助实现这种大规模筛选提倡通过一些组织来遏制SARS-CoV-2病毒的传播,允许没有症状的人在家里进行检测。然而,一些专家表示,授权在家检测的道路是艰难的,让它足够强大和易于使用不是一项微不足道的任务。
SnapDx使用反转录环介导等温扩增(RT-LAMP),比色读出,不需要实验室仪器。它有两种版本,使用相同的墨盒:一种只需要一杯开水,另一种依靠10美元的加热设备。发明者希望开发的技术不仅用于SARS-CoV-2的检测,也用于其他传染病的检测,vwin德赢ac米兰合作如结核病或性传播疾病。
斯坦福大学的“协作解决方案催化剂”项目一直在资助该开发项目的试点阶段,该项目由斯坦福大学生物工程副教授马努·普拉卡什(Manu Prakash)领导。
普拉卡什表示,他的目标是开发一种成本不超过5美元的COVID-19分子家庭检测方法。他的实验室一直专注于所谓的“节俭的科学”大约十年了。他说:“我们的想法是真正让人们负担得起技术。”vwin德赢ac米兰合作他补充说,挑战在于设计一种分子测试,既能放大特定的基因目标,又能“像冲一杯咖啡一样简单”。
研究人员正在对这两个版本的测试进行可用性和临床验证研究,总共将涉及约1000人。这些研究预计将在2月底结束,之后他们计划公布结果和试验设计作为预印本。
普拉卡什说:“这是一个迭代的循环,所以我们能够从第一批用户那里获得反馈,改进测试,并以一种允许我们构建真实世界测试的方式实现它。”他的团队还计划很快开始一项平行的结核病检测研究。
SnapDx项目顾问、斯坦福大学医学和遗传学教授尤安·阿什利(Euan Ashley)表示,这些研究正在斯坦福大学的COVID-19测试地点进行,包括校园和中央谷等周边地区,包括“非常广泛的社会群体”。
开发人员已经在与美国食品和药物管理局进行讨论,并计划为这两个版本的COVID-19测试申请紧急使用授权。在接下来的几个月里,他们还想成立一家公司,将该平台商业化,并正在与潜在投资者进行谈判。阿什利说,此外,他们有与工业合作伙伴比克(Bic)扩大生产的详细计划,并补充说,即使对COVID-19检测的需求最终下降,也会有其他应用。他说:“我们认为新冠病毒测试将继续存在,但这项技术的前景要广阔得多。”vwin德赢ac米兰合作
如果获得授权,SnapDx可能会与最近获得家用EUA的其他几种COVID-19检测方法竞争,包括一种来自Lucira Health的RT-LAMP检测和抗原测试Ellume而且阿伯特.Ellume最近赢得近2.32亿美元以扩大试验的生产规模。
威尔康奈尔医学院的副教授克里斯·梅森说:“我认为这很好,因为在家检测是感染病毒和防止其他人生病的最安全的方式。”他帮助建立了几个COVID-19检测实验室,对基于lamp的检测非常熟悉。他说:“我个人可以证明,每天用RT-LAMP在家里进行唾液检测,只用几个吸液管、一个水壶和[新英格兰生物实验室]试剂盒,我们已经能够在一个家庭成员第一天传播病毒时抓住她,我们保证了其他人的安全。”
上周,研究人员在网站上发布了SnapDx的打印说明书,本周,该说明书被更短的说明书取代。对此,他表示,该说明书在原理上似乎与Lucira Health测试类似,但似乎涉及更多步骤。他说:“FDA肯定会确保家庭使用的可用性是最佳的,包括不同年龄和教育背景的人。”
华盛顿大学(University of Washington)生物工程教授彼得·亚格(Peter Yager)说,他非常尊重普拉卡什在低资源环境下的技术方面的工作。根据上周公布的打印说明,他也有类似的保留意见。“(这项测试)似乎为了低成本而牺牲了用户友好性,”他说。具体来说,它涉及太多需要非常精确地执行的时间关键步骤。他补充说:“这可能在发展中国家的一些资源匮乏的实验室中行得通,但我无法想象它在美国的家庭中使用。”Yager还指出,色度读数可能不适用于色盲个体,并且推荐的读取结果的时间窗口很短。
普拉卡什说,基于正在进行的可用性研究的反馈,新版本的测试说明是可行的最近发布的这将主要步骤减少到7个,尽管总体分析基本上保持不变。此外,一款智能手机应用程序正在指导用户完成这一过程的每一步。该应用程序还可以用于向公共卫生当局报告检测结果。
在SnapDx的中心有一个注射器状的药筒,它由一个两端有盖子的塑料管和一个装满试剂的活塞组成。普拉卡什说,研究人员已经就该设备的不同方面申请了三项专利,并补充说:“在幕后发生的一些事情从未在诊断环境中尝试过。”
他强调说,这种子弹不需要设备来进行测试。“这就是设备,这就是测试本身,”他说。“我们进行测试的主要能源只有热水。”
这种热水版的SnapDx对于电力短缺的国家的全球健康应用来说是理想的。另一种更自动化的版本使用相同的墨盒,但把它放入一个低成本的加热设备中,这种设计可以容纳几个墨盒进行组测试。
根据说明书,使用者首先在管子上安装一个漏斗,收集他们的唾液样本。然后他们将试管部分浸泡在一杯开水中三分钟,以杀死任何活性病毒。
冷却五分钟后,他们将柱塞推入试管,直到到达一定的位置,然后弯曲柱塞,直到他们听到一个玻璃小瓶在里面啪的一声,将试剂释放到试管中。在将活塞推到末端,并轻叩几次管子进行混合后,他们将管子完全浸入现在还不到沸水的杯子中,并在那里停留30分钟,让反应继续进行。
之后,可以通过观察瓶盖附近的活塞的颜色来读出结果:如果是紫色或橙色,说明没有病毒,但如果是黄色,则说明检测到SARS-CoV-2。然而,在把管子从水中取出5分钟以上读取的结果被认为是不可靠的。说明书强调,SnapDx目前是一种筛查测试,而不是诊断,得到阳性结果的用户应该与他们的医疗服务提供者进行后续联系。
帮助公司对医疗设备进行人为因素和可用性测试并将其提交给FDA的咨询公司UserWise的首席执行官香农·克拉克(Shannon Clark)说:“(用于COVID-19测试的)家庭使用和分子解决方案令人兴奋,尽管途径很广泛。”她说,FDA已经提高了对家庭使用测试的要求,现在要求开发人员至少有100名未经培训的人使用测试,他们不需要看说明书。她说:“在这种情况下,有许多不同的复杂步骤确实是一个问题,将使公司无法成功通过FDA要求的严格的人为因素测试。”
不同步骤的容错程度也很重要。她说:“如果你能避免每一步都犯错误,并且仍然得到准确的结果,那么显然,这仍然是一款很棒的产品。”
她说,在全面远程医疗监督和必须遵守书面指示之间,让用户通过应用程序进行指导是一个很好的中间解决方案,但可能会导致自身的问题。她说:“在我们对老年人的研究中,我们发现,这些人能否使用智能手机存在一些相当关键的问题。”“但这肯定是一个很好的方向。”
普拉卡什的实验室到目前为止已经生产了1500套SnapDx套件,并计划最终在国内生产10000套。他说,墨盒的产量将很容易扩大到数百万,因为它依赖于常用的技术,例如用于生产圆珠笔的技术。他说:“这个设计的各个方面实际上都围绕着工业制造。”
制造成本很难精确地确定,但普拉卡什表示,目前每颗子弹的成本约为1美元。SnapDx的目标成本,包括LAMP化学试剂,每次测试不到5美元。该实验使用了来自新英格兰生物实验室的LAMP反应试剂,但研究人员优化了一些引物。他说,自动版本中使用的加热设备会增加大约10美元的成本,但该设备可以多次重复使用。
虽然SnapDx测试和已经有EUA的Lucira Health测试都使用RT-LAMP,但它们之间有重要的区别。例如,Lucira的测试需要医疗保健提供者的处方,斯坦福大学的研究团队希望避免这一点,该公司表示,这将花费50美元左右。此外,每次Lucira测试都使用一次性电池驱动的设备,这不仅提高了成本,还可能产生大量电子垃圾。阿什利说:“我们需要的是能够进行非处方检测,你可以一次买10个,带回家,在上班前做。”
这两种测试也使用不同的样本类型——Lucira测试使用鼻腔拭子,SnapDx测试使用唾液样本。Lucira的测试似乎很容易使用,只有一个计时步骤,由设备来测量。由于目前还没有公布SnapDx的性能数据,因此目前无法比较这两种测试的灵敏度和准确性。
授权用于家庭使用的两种COVID-19抗原检测方法都是横向流动免疫分析法,既快速又廉价。雅培BinaxNow测试需要处方和远程医疗公司的监督,而Ellume测试是首个获得EUA的非处方COVID测试。
然而,快速抗原检测通常比分子检测灵敏度低,有时会产生副作用假阳性结果.阿什利说:“我认为抗原测试有自己的作用,但马努的发明给我们留下深刻印象的地方,以及我个人对它感到兴奋的原因是,这本质上是临床级别的测试。”
他说,像SnapDx这样的家用COVID-19测试可能会给家用诊断测试领域带来另一个推动,就像大流行推动了远程医疗的发展一样。他说:“我们已经清楚地看到,呼吸道病毒,尤其是这种病毒,我们不希望把病人带到社区进行检测。”“我们希望他们待在家里,直到不再具有传染性,所以对呼吸道病毒进行家庭检测非常重要。”