核酸检测的革命:可替代PCR的犀利技术

医疗健康 来源:生物通
2014
10/31
13:07
生物通 医疗健康

自PCR技术诞生以来已经有三十年了。从经典PCR、实时定量PCR再到现在的数字PCR,这一技术在不断蜕变却从未淡出我们的视野。

英国TwistDx Inc公司开发的重组酶聚合酶扩增(Recombinase Polymerase Amplification,RPA),被称为是可以替代PCR的核酸检测技术。以此为基础的TwistAmp? 核酸扩增产品,能够在15分钟内进行常温下的单分子核酸检测。该技术对硬件设备的要求很低,特别适合用于体外诊断、兽医、食品安全、生物防御、农业等领域。

RPA技术犀利在何处

常规PCR必须经过变性、退火、延伸三个步骤,而PCR仪本质上就是一个控制温度升降的设备。RPA反应的最适温度在37°C - 42°C之间,无需变性,在常温下即可进行。这无疑能大大加快PCR的速度。此外,由于不需要温控设备,RPA可以真正实现便携式的快速核酸检测。

据介绍,RPA检测的灵敏度很高,能够将痕量的核酸(尤其是DNA)模板扩增到可以检出的水平,从单个模板分子得到大约1012扩增产物。而且RPA还用不着复杂的样品处理,适用于无法提取核酸的实地检测。

RPA既可以扩增DNA也可以扩增RNA,还省去了额外的cDNA合成步骤。你不仅可以对扩增产物进行终点检测,还可以对扩增过程进行实时监控,甚至可以通过试纸条(侧流层析试纸条LFD)读取结果。

目前,TwistAmp? 试剂盒的扩增子长度在500bp以内。不过,经过特别优化的RPA扩增,也可以生成更长的扩增产物,或者减慢扩增速度(便于定量),甚至在更低的温度下进行反应。

RPA技术的基本原理

RPA技术主要依赖于三种酶:能结合单链核酸(寡核苷酸引物)的重组酶、单链DNA结合蛋白(SSB)和链置换DNA聚合酶。这三种酶的混合物在常温下也有活性,最佳反应温度在37°C左右。

ViaFect转染试剂

重组酶与引物结合形成的蛋白-DNA复合物,能在双链DNA中寻找同源序列。一旦引物定位了同源序列,就会发生链交换反应形成并启动DNA合成,对模板上的目标区域进行指数式扩增。被替换的DNA链与SSB结合,防止进一步替换。在这个体系中,由两个相对的引物起始一个合成事件。整个过程进行得非常快,一般可在十分钟之内获得可检出水平的扩增产物。

RPA扩增的基础体系(TwistAmp? Basic)含有DNA扩增所需的所有试剂,我们只要准备好引物和模板就行。扩增结果可以通过凝胶电泳进行终点检测,产物纯化后可用于下游研究。

在这个基础体系中添入不同的酶和探针,就可以实现多样化的RPA应用。举例来说,TwistAmp? Basic RT添加了逆转录酶,可以对RNA模板进行一步法扩增。

TwistAmp? exo结合了专利的exo探针技术和核酸外切酶III,能实现数据的实时读取,就像荧光定量PCR一样。不过反应终点的扩增子总量有所减少,适合获得强荧光信号进行动力学分析,不适合终点检测(比如跑胶)。将exo探针技术、核酸外切酶III和逆转录酶结合起来的TwistAmp? exo RT,可以一步实现RNA模板的实时扩增。

TwistAmp? fpg是一个添加了核酶fpg的实时报告体系。fpg探针技术的荧光累积比较慢,但终点的扩增子产量不会减少,因此也能支持终点分析。TwistAmp? nfo加入了核酶nfo,可以用“三明治法”进行终点检测,比如测流层析试纸条LFD。

除此之外,RPA扩增还可以很简单的实现多重化。只需要增加引物/探针就可以一次性检测多个扩增产物。

RPA分析的关键在于扩增引物和探针的设计。PCR引物多半是不适用的,因为RPA引物比一般PCR引物长,通常需要达到30-38个碱基。引物过短会降低重组率,影响扩增速度和检测灵敏度。

在设计RPA引物时,变性温度不再是影响扩增引物的关键因素。RPA的引物和探针设计不像传统PCR那样成熟,用户需要自己摸条件进行优化。虽然还没有设计软件可以使用,不过TwistDx Inc公司在自己的网站上提供了相应的筛选指南。

需要注意的是,目前的TwistAmp? 扩增试剂盒都没提供RNase抑制剂。另外,受目前的生产方法所限,RPA反应不适合用于E. coli标准实验室菌株的扩增。


来源:生物通

为你推荐

全球首款口服胰岛素上市申请未获成功资讯

全球首款口服胰岛素上市申请未获成功

12月29日,国家药监局公布药品通知件送达信息,合肥天汇生物科技有限公司申报的重组人胰岛素肠溶胶囊位列其中。一般而言,拿到药品通知件,有可能是药品上市申请“不予批准”,...

2025-12-30 11:20

北大人民医院牵头发布首个外科领域“AI医生”应用标准资讯

北大人民医院牵头发布首个外科领域“AI医生”应用标准

12月29日,北京大学人民医院与蚂蚁健康联合组建的“医学人工智能创新联合研究中心”正式揭牌成立。

2025-12-30 10:40

远大医药优敏速获批,成为中国唯一严重过敏院外急救肾上腺素鼻喷剂资讯

远大医药优敏速获批,成为中国唯一严重过敏院外急救肾上腺素鼻喷剂

远大医药(0512 HK)发布公告,公司近期布局的全球首款用于紧急治疗I型过敏反应(包括严重过敏反应)的肾上腺素鼻喷雾剂Neffy®(优敏速®)已获国家药监局颁发药品注册证书。

2025-12-29 19:03

中华人民共和国危险化学品安全法,2026年5月1日起施行资讯

中华人民共和国危险化学品安全法,2026年5月1日起施行

2025年12月27日第十四届全国人民代表大会常务委员会第十九次会议通过。

2025-12-29 16:54

首个国产CTLA-4单抗获批资讯

首个国产CTLA-4单抗获批

近日,信达生物发布公告,宣布达伯欣(伊匹木单抗N01注射液,细胞毒性T淋巴细胞相关蛋白4(CTLA-4)单抗,研发代号:IBI310)获得中国国家药品监督管理局(NMPA)批准上市。

2025-12-29 16:30

我国首个核医疗示范基地在苏州启用资讯

我国首个核医疗示范基地在苏州启用

12月27日,我国首个核医疗示范基地,在苏州大学附属第二医院(核工业总医院)浒关院区正式建成启用。

2025-12-29 11:32

AI健康应用“蚂蚁阿福”今日发布声明:健康问答结果中没有广告,也不存在商业排名资讯

AI健康应用“蚂蚁阿福”今日发布声明:健康问答结果中没有广告,也不存在商业排名

今日,AI健康应用“蚂蚁阿福”发布官方声明,明确表示,阿福的问答结果中没有任何广告推荐、不存在商业排名,也不受其他商业因素干扰,用户可以放心使用。

2025-12-29 11:13

脑机接口等8款产品纳入优先审批高端医疗器械目录(2025版)资讯

脑机接口等8款产品纳入优先审批高端医疗器械目录(2025版)

​12月26日,国家药监局发布优先审批高端医疗器械目录(2025版)。

2025-12-27 21:39

优赫得在华获批为首个用于既往在转移性疾病阶段经一种或一种以上内分泌治疗进展的HER2低表达或超低表达乳腺癌患者的HER2靶向疗法资讯

优赫得在华获批为首个用于既往在转移性疾病阶段经一种或一种以上内分泌治疗进展的HER2低表达或超低表达乳腺癌患者的HER2靶向疗法

基于DESTINY-Breast06 III期试验结果:德曲妥珠单抗相较化疗展现出显著优势,中位无进展生存期超过一年

2025-12-26 17:12

ADC 创新药新锐翎泰天润完成近亿元 Pre-A 轮融资,加速自免与肿瘤领域临床突破资讯

ADC 创新药新锐翎泰天润完成近亿元 Pre-A 轮融资,加速自免与肿瘤领域临床突破

本轮融资由磐霖资本与杏泽资本联合领投,天使轮股东骊宸元鼎、联想之星持续加注,资金将重点用于核心产品 2026 年临床试验推进及多适应症管线布局拓展。

2025-12-26 17:08

血霁生物完成过亿元B1轮股权融资首关和过亿元债权融资资讯

血霁生物完成过亿元B1轮股权融资首关和过亿元债权融资

本轮融资将加速推进其核心管线临床试验与全球化布局,为解决临床血源短缺、血液传播疾病等痛点注入强劲动力,标志着中国体外造血技术商业化进入关键阶段。

2025-12-26 17:03

浙江将首版商保创新药目录19个品种全部纳入“双通道”范围资讯

浙江将首版商保创新药目录19个品种全部纳入“双通道”范围

12月25日,浙江省医保局发布2026年该省纳入“双通道”管理药品名单,除最新国谈药品及2025年纳入“双通道”药品调整外,浙江将首次商保创新药目录中的19个药品全部纳入。

2025-12-26 14:33

自2026年5月1日起施行,《医疗器械出口销售证明管理规定》发布资讯

自2026年5月1日起施行,《医疗器械出口销售证明管理规定》发布

本规定自2026年5月1日起施行。2015年6月1日原国家食品药品监督管理总局《关于发布医疗器械产品出口销售证明管理规定的通告》(2015年第18号)同时废止。

2025-12-26 13:45

天津医科大学总医院原党委书记张建宁正接受纪律审查和监察调查资讯

天津医科大学总医院原党委书记张建宁正接受纪律审查和监察调查

中央纪委国家监委网站讯,据天津市纪委监委消息:天津医科大学总医院原党委书记张建宁涉嫌严重违纪违法,目前正接受天津市纪委监委纪律审查和监察调查。

2025-12-26 10:33

医学生物医药领域《鼓励外商投资产业目录》2025年版与2022年版对比资讯

医学生物医药领域《鼓励外商投资产业目录》2025年版与2022年版对比

近日,经国务院同意,国家发展改革委、商务部公开发布了《鼓励外商投资产业目录(2025年版)》,这是时隔3年后更新该目录。

2025-12-25 16:49

施伟伟教授:2025年肺癌内科治疗进展盘点资讯

施伟伟教授:2025年肺癌内科治疗进展盘点

2025年小细胞肺癌(SCLC)因 Tarlatamab 双抗与芦比替定前移而迎来新生;非小细胞肺癌(NSCLC)在EGFR耐药、围手术期免疫、HER2 和 ROS1 TKI精准治疗以及脑转移关注上都有...

2025-12-25 14:19

国产肿瘤电场治疗仪获批上市,用于治疗脑胶质瘤资讯

国产肿瘤电场治疗仪获批上市,用于治疗脑胶质瘤

12月24日,国家药品监督管理局正式批准湖南安泰康成生物科技有限公司的肿瘤电场治疗仪注册申请(国械注准20253092649)

2025-12-25 14:14

博迈医疗创业板IPO获受理,拟募资17亿加码血管介入器械研发与产业化资讯

博迈医疗创业板IPO获受理,拟募资17亿加码血管介入器械研发与产业化

12月24日,广东博迈医疗科技股份有限公司(简称“博迈医疗”)创业板IPO申请正式获得受理。

2025-12-25 14:06

注射用德曲妥珠单抗(优赫得)中国获批第五项适应症资讯

注射用德曲妥珠单抗(优赫得)中国获批第五项适应症

今日,第一三共宣布,优赫得(注射用德曲妥珠单抗)在中国获批,用于治疗既往在转移性疾病阶段经一种或一种以上内分泌治疗进展的,不可切除或转移性激素受体(HR)阳性、HER2低...

2025-12-25 13:32

国家免疫规划双价HPV疫苗集中采购入围单价27.5 元资讯

国家免疫规划双价HPV疫苗集中采购入围单价27.5 元

近日,万泰生物和沃森医药相继发布公告,其二价HPV疫苗入围 2025 年国家免疫规划疫苗集中采购项目—双价人乳头瘤病毒疫苗采购项目,入围单价为人民币 27 5 元。

2025-12-24 11:13