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2019年2月21日

TINY癌症检测设备在乌干达测试中证明是有效的

只午餐盒大小的一半左右,Tiny Isothermal Nucleic acid quantication sYstem(或TINY)作为卡波西肉瘤相关疱疹病毒(KSHV)的护理点检测器在资源有限的环境如撒哈拉以南地区显示出前景。非洲早期测试已经与传统方法达成了约94%的协议,结果只需数小时而不是数周。

Sibley College机械工程教授David Erickson和威尔康奈尔医学病理学和实验室医学教授Ethel Cesarman领导的团队开发,TINY在国立卫生研究院的第一轮资助中实现了目标。该团队计划在未来几年内进行扩展测试。

该团队于2017年在乌干达对该设备进行现场测试的结果详见于2018911日在Nature Biomedical Engineering上发表的文章“由阳光,火焰或电力驱动的核酸定量的便携式设备”。埃里克森实验室的博士生Ryan Snodgrass和威尔康奈尔医学研究员技术员Andrea Gardner是第一作者和第二作者。

卡波西肉瘤(KS)是一种在淋巴或血管中发展的癌症,通常表现为皮肤,口腔内或内部的病变。这种疾病有四种类型;流行病或艾滋病相关,KS是撒哈拉以南非洲地区最常见的,并且是艾滋病的定义。这意味着当患有HIV病毒的人被诊断出患有KS时,他们正式患有艾滋病。

早期检测可以带来更好的结果,但在发展中国家并不总是这样,病理检测可能需要一到两周的时间。“在那里能够诊断它是一个问题,”埃里克森说。“许多事情看起来像KS ......传统诊断需要一到两周的时间,这使得它变得艰难。”

TINY已经证明能够在大约2个半小时内产生结果。

现在,在其第三代中,TINY进行环介导的等温扩增(LAMP)用于核酸定量。这需要将样品加热到154度,这需要电源。

TINY的主要优点之一:可以收集和储存由电,太阳甚至本生灯产生的热量,甚至在临时停电期间也会发挥作用,其中3次发生在乌干达测试期间。 TINY的电力灵活性非常重要,因为在许多撒哈拉以南非洲国家,医疗保健机构无法获得可靠的电力。

在这项研究中,Erickson的研究小组收集了来自乌干达71名疑似患有KS的患者的活检样本,并用TINY和定量聚合酶链反应(qPCR)进行了测试,这是目前的核酸定量标准。 TINYqPCR之间的协议为94%71个中的67个),团队表明所有分歧都源于测定限制而非TINY能力。

TINY不仅可以运送到远程位置进行医疗点使用,而且在电力不可靠的诊所和医院中也很有价值。“这两个应用程序都可以使核酸诊断能够覆盖[低收入和中等收入国家]的更多人口,”该组织在其报告中总结道。

“作为一名病理学家,他知道诊断KS有时会有多困难,”Cesarman说,“与工程师合作发明一种出色的新设备非常令人兴奋,因为它可以很容易地支持或丢弃KS的诊断。从活检开始的三个小时以上。”

未来关于TINY的工作将包括将测试扩展到非洲,南美和美国的更多地点,以及制定商业化计划。该集团已通过康奈尔的技术许可中心申请专利保护。

大约5年前,EricksonCesarman开始研究这种设备。“我们现在所处的位置,”埃里克森说,“超出了我在编写提案时可以设想的最佳情况。”

曾经去过乌干达两次测试TINY的斯诺德格拉斯说,“建立一个设备,把它带到真正的患者身上并将它用于真正的病人身上是非常有益的。”

这项工作的一部分是在康奈尔纳米尺度科学和技术设施完成的,该设施得到了美国国家科学基金会的支持。支持还来自NIH,国家癌症研究所和NSF研究生研究奖学金计划。

(来源:www.sciencedaily.com/releases/2018/09/180920161059.htm