1月16日,研究人員在《 Nature Communications》上表示,他們開發出了一種移動顯微鏡,利用手機相機來檢測細胞和組織中DNA測序反應生成的熒光產物。這種移動顯微鏡可以檢測到KRAS基因的突變位點,而該突發被發現于超過30%的結直腸癌患者體內。
本文共同作者,瑞典斯德哥爾摩大學的 Mats Nilsson 表示,這項研究表明可以使用一個非常簡單的成像設備如手機來記錄DNA測序反應。該顯微鏡包含了兩個基于電池供電的激光器(用于檢測不同熒光)和一個白光LED(用于成像)。手機相機鏡頭和外接鏡頭能達到2.6X的放大倍率。3D打印顯微鏡平臺可從三個方向來操作樣本。
研究人員采用擴增技術,并對目標DNA片段或轉錄組進行熒光標記,使用基于手機的顯微鏡對測序結果圖像進行處理。
推動實驗室之外的診斷技術發展
本文共同作者,加利福尼亞大學Aydogan Ozcan表示,基因突變分析和DNA測序給臨床科學帶來了巨大的進步,但它們僅限于實驗室規模,并未在資源貧乏或資源有限的地區使用。使用移動顯微鏡來分析特定靶向序列,能進一步發展醫院或實驗室以外的診斷。
來自芝加哥大學的Savas Tay認為,這項技術的發展是高分子病理學測試民主化的一種嘗試。“測序診斷已漸漸成為檢測癌癥的常用技術,但由于資源和成本問題,它的使用率不太可能以日來計算。而這種移動顯微鏡可以通過降低成本來改變這一點。本文作者創造了一個技術平臺,可以在護理辦公室完成腫瘤組織靶向測序。”
芬蘭分子醫學研究所的Johan Lundin認為,與其他突變分析技術相比,顯微鏡和測序技術結合具有一個優勢——保持了細胞和組織的完整性。有這樣的圖譜就可以揭示哪些特定的細胞突變。
樣本制備繁瑣,技術仍需改進
盡管該技術有優勢,但也存在一定的局限性。“一個有爭論的問題就是:這些技術如何實現?尤其在低資源配置的情況下”,Lundin說,“雖然護理提供者可能在許多不同環境中使用移動顯微鏡,但額外的實驗室設備可能會限制這項技術分析突變的可行性。”
Tay認為,很顯然在樣品制備上還需要改進,因為它需要一個訓練有素的實驗室技術人員來準備所有樣本。不過,作者指出,微流控芯片可以簡化樣本的制備,目前他們已經在探索解決方案。
未來或能用于開展現場診斷
Ozcan表示,該團隊的目標是使這項技術更具有成本效益和操作更簡便。他認為這項技術可以擴展至不同癌癥的突變分析中。
Nilsson認為癌癥診斷很有意思,但是這種簡單設備在資源缺乏的環境下診斷感染的價值更加大。“利用它我們可以檢測結核病細菌,檢測抗生素耐藥基因的突變,可以做一個簡單的測試來預測結核病患者的抗生素治療是否有效。該平臺也可以用于病毒爆發期的快速診斷,還可以將分析的數據遠程傳遞給專家,并及時反饋給用戶。”
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