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莱斯大学新闻

生物工程师呼吁将COVID-19的测试扩大到学术实验室

水稻研究人员加入了国家快速扩大冠状病毒检测的战斗

生物工程专业的研究生Kathryn Kundrod和Mary Natoli上周晚些时候在网上订购了莱斯大学实验室的供应品,他们惊讶地看到了一则提供冠状病毒检测材料折扣的横幅广告。

“我们看到试剂盒可供研究使用,与此同时,我们看到头条新闻说美国各地都出现了试剂盒短缺,” Kundrod说。

Mary Natoli, Rebecca Richards-Kortum and Kathryn Kundrod in lab.

莱斯大学生物工程师玛丽·纳托利(左),丽贝卡·理查兹-科尔图姆和凯瑟琳·昆德罗德。

Kundrod和Natoli认为这个广告可能是一个错误,他们在篮子里添加了一批必需的DNA引物,发现不仅有库存,而且可以快速交付。他们认为短缺可能与测试的另一种成分有关,他们确认,y’d需要测试的所有冠状病毒都在供应商的库存中。

“我们可以订购任何东西,” Kundrod说。我们想知道瓶颈在哪里,当我们开始研究限制扩展和容量的因素时

昆德罗和纳托利知道,韩国每天进行的冠状病毒检测已超过1.2万次,而美国在截至3月15日的两个月内进行的检测不到2.3万次,因此他们决定采取行动。他们和导师莱斯生物工程师丽贝卡·理查兹-科尔托姆(Rice bioengineer Rebecca Richards-Kortum)一起,写了一篇社论,呼吁联邦官员起草他们的实验室,以及全国各地数以千计的类似实验室。

他们在周三的《休斯顿纪事报》上写道:“我们,以及成千上万像我们一样的人,现在都准备好了提供帮助。”

Kundrod, Natoli Richards-Kortum和其他人在他们集团提出类似于他们开展日常的工作,但是与一个关键区别:他们不工作与人类样本和没有监管认证,使其为人类患者实验室进行测试。

他们表示,美国食品和药物管理局(Food and Drug Administration,简称fda)已经批准用于临床的部分测试材料出现短缺。他们在网上找到并订购的材料不被批准用于临床,而是用于生物医学研究,因此不会导致全国缺乏临床级测试材料。

这些研究级的材料是经过严格验证的,” Natoli说。我认为那是所有这些中很重要的一部分。It’s不像这些是调查材料。它们被广泛使用和大规模生产。他们只是还没有得到临床使用的批准。

纳托利说,在公共卫生紧急情况下,正常的限制可以修改,这也是我们所呼吁的。美国应该尽快扩大试验规模

“我们应该利用我们所拥有的每一种资源来对抗这种流行病,像我们这样的学术实验室是一个巨大的、未被开发的国家资源。”
-Rebecca Richards-Kortum

他们说,这些测试将成为全国数千名生命科学和生物工程实验室的研究生和教师的常规工作。

“收集鼻拭子不是我们要做的一部分,” Natoli说。那得由医务人员来做

但他们说,其余的实验可以在他们的实验室里进行,还有几十个类似的实验可以在赖斯和德克萨斯医学中心进行。它包括三个步骤:从拭子中分离病毒RNA,扩增感兴趣的病毒基因并检测结果。最复杂的设备是定量聚合酶链反应(qPCR)仪器。

第一步需要一台离心机,但这很常见,甚至在大多数高中科学实验室都能找到。第二步和第三步需要qPCR热循环仪,这是一种快速复制核酸并使用荧光检测的机器。qPCR是必要的,因为棉签上的病毒RNA量非常少。通过复制和重新开放核酸,该机器放大了病毒信号,这样就可以检测到它,通常不到两个小时。

检测时,使用针对病毒核酸的荧光探针。如果没有病毒存在,就不会检测到荧光。当存在病毒核酸时,扩增过程中荧光增强。简而言之,受感染的样本在测试结束时会发光,而未受感染的样本则不会发光。扩增和检测是自动化的,在qPCR仪器内进行,通常一次可以检测96个样本。

Kundrod和Natoli估计他们可以在8-10小时内完成大约75-100项测试,而且他们有足够的研究级供应来为可能的测试做准备。他们说,还有许多人准备在Rice、TMC和全国各地的实验室做志愿者。下一步是了解需要采取哪些监管措施来利用学术实验室的基础设施。

“测试可以挽救生命,”理查兹-科尔托姆说。我们应该利用我们所拥有的每一种资源来对抗这一流行病,像我们这样的学术实验室是一种巨大的、未被开发的国家资源

新闻旨在传播有益信息,英文原版地址:https://news.rice.edu/2020/03/19/bioengineers-call-for-scale-up-of-covid-19-testing-to-academic-labs/