生物科技成果：NASBA技术
NASBA技术平台：无需核酸扩增仪的高灵敏核酸检测技术 中国乃至世界的疫情爆发重点和控制重点在基层，这就要求在实验条件较差的基层检测单位，在样品洁净度较差，没有高级的分子生物学实验技能人员的情况下也能得出正确的检测结果。这样的检测方法才能进行普遍实施，在监测网络中发挥最大作用。于常海越来越意识到传染病的早期监控实际上需要的检测手段不仅仅需要灵敏度高，特异性好，更需要能够适用于不同的检测环境。 NASBA（Nucleic acid sequence-based amplification）技术是一项以RNA 为模板的快速等温扩增技术，这项技术特别适用于RNA 分子的检测。其特点是整个扩增过程在恒温条件下进行，因此不需要特殊（如PCR 仪）的控温装置，大大避免了PCR 扩增过程中复杂的温度变化。于常海借助NASBA技术平台，开发了世界上第一个成熟而广泛适用的禽流感早期快速诊断系统此系统包 括对禽流感各亚型包括高致病性病毒的特异性检测,为世界上多个国家地区用于禽流感的早期常规筛查和疫情防控, 推动了国内外禽流感疫情监控的发展。该技术平台技术以NASBA病毒检测系统为中心，在确保高灵敏度、高准确率的前提下，使检测周期缩短至半天；且无需特 殊的昂贵仪器，检测人员无需特殊技能；它是一个速度快、成本低并且实现了全自动检测的诊断系统，更重要的是此高效灵敏的设备适用于资源有限的高感染区，如：条件落后的基层偏远地区。这些地区也往往是疫情爆发的最前沿。该技术的应用显著减少了大面积筛查时的工作量和成本。
由于该技术是恒温扩增，加上标准化的操作步骤，使不同实验室所得实验结果具有很高的可比性。于常海开发的NASBA技术平台的优越性包括：
于常海小组迄今已成功开发出可检测禽流感群特异性（ H1-H15 ）（NASBA-AIV）、H5 亚型（NASBA-H5）、H7 亚型（NASBA-H7）的NASBA/ECL 检测试剂盒。实验结果显示，NASBA 技术比目前商品化的免疫检测试剂盒敏感至少1000 倍，比常规PCR 方法也敏感许多，与现行的病毒培养的检测方法灵敏度相当。但是病毒培养通常需要至少几天以上的时间才能得到结果，而NASBA 技术常规仅需要4-6 小时就可以准确地得到结果， 便于尽早采取防治措施。 英国与联合国兽医参考实验室(Veterinary Lab Agency)合作并验证，采用NASBA 技术对来自不同地区、不同时期爆发的禽流感病毒进行检测，结果显示，NASBA-H5、NASBA-H7、NASBA-AIV 均可准确无误地检出病毒。NASBA 技术操作简便，自动化水平高，可以减少人为造成的误差。而且还是一种高通量方法，可以同时检测50 个样本，非常适用于大规模样品的筛查，节省基层使用时的检测成本。NASBA 技术的扩增产物为RNA 分子，使用者可以根据需要选择不同的检测方法，如电化学发光法和酶联法等。而且，与PCR 的产物DNA 分子不同，RNA 分子不易对实验仪器和环境造成污染，避免了产物交叉污染实验仪器、操作环境导致的假阳性结果。适用于NASBA 技术的样品范围很广，除动物组织，血液、体液样本外，还可对环境样本进行监测，如禽类饲养场所、交易场所、运输工具等等，因此为监测和控制禽流感的传播提 供了有效的依据和手段。
基于NASBA技术检测平台的禽流感诊断产品为世界首个广泛使用的禽流感早期快速诊断系统，被列为中国禽流感检测的国家标准、世界动物卫生组织禽流感检测推荐方法。该产品通过世界粮农组织和世界动物卫生组织参考实验室评估验证，为首个在日本政府农林水产省成功注册的中国疫病检测产品，也是日本仅有的禽流感检测注册产品。该成果在《自然-生物科技》、《柳叶刀》、《病毒学杂志》等刊物上发表12篇SCI论文，获专利33项，已应用于检测SARS、口蹄疫、新城疫、猪瘟等病毒，中国商品检疫局等30多家单位均有使用，香港特别行政区渔农自然护理署也将其用于常规禽流感检测系统。便携式NASBA检测系统，已在孟加拉、泰国、马来西亚等地试用。本人获863计划“人不明原因肺炎病原体的高效分子诊断系统”支持，开发出多重NASBA平台，可一次反应诊断出多种相似症状的病原体，筛查能力增强，检测时间缩短。
NASBA-EOC基于NASBA技术的平台服务以特异性的分子DNA片段为靶点，特异性强，检测范围从人传染病，到禽类的诊断，到食品加工环节的诊断都可适用。于常海带领团队根据不同行业和检测需求特点先后发展的三种不同的基于NASBA技术检测体系NASBA-ECL、 NASBA-EOC 和便携式NASBA-MFU系统。 应用NASBA技术产生的第一代产品NASBA-ECL系统，其信号检测部分是使用电发光（ECL）方法检测，需要借助ECL仪器进行读数。自H5禽流感病毒检测试剂盒问世后，于常海教授带领团队改进了检测组件，应用酶联免疫捕获即EOC（Enzyme-linked oligonucleotide capture）技术，并研发了第二代产品。NASBA-EOC被证明是最先进和最具成本效益的病毒检测技术，其最吸引人的特征是使用一个标准的96孔微孔板，而不像第一代那样，ECL仪器的有无成为客户使用试剂盒的先决条件。NASBA-EOC的高度可操作性和和成本效益，使得该技术非常适于边远农村地区和发展中国家的实验室使用（图2）。在NASBA-EOC的基础上，结合床旁化POC（point of care）理念和微型便携式生物器械结合成功地开发了所有检测套件包括取样器，恒温金属浴、掌式酶标仪、蓄电池、试剂等各种配件集中在一个手提箱内，无需电源，能在开放式的环境包括野外进行紧急现场检测的NASBA-MFU系统。基于NASBA技术平台的三类系统，在保证灵敏度和特异性的同时，能满足不同层次的需求，尤其是基层化运用先进分子检测技术的需求，难能可贵。 这项技术平台大大加强了疫情防控中的薄弱环节，引起国际社会和学术界的高度关注，美国CNN、Nature等多家世界 性权威媒体与学术刊物对此进行了专访，同时于常海及其技术小组也多次应邀在世界卫生组织总部、新加坡的亚洲诊断大会和泰国的禽流感高科技预防大会等国际会 议上做主要演讲，介绍该项技术平台。
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
