环球快报:基于AI的改进型家用肝炎和COVID-19检测技术迎来突破性进展

除了怀孕和COVID-19之外，有朝一日世界可能很快就会依赖许多疾病的家庭测试，这部分要归功于由人工智能推动的改进。佛罗里达大学（UF）的科学家们已经使用人工智能工具简化了一种对丙型肝炎和SARS-CoV-2（导致COVID-19的病毒）都有效的测试。

简化的测试在一个小试管中进行，只需几分钟。随着进一步的完善，它可能很快就会出现在医生的办公室里，甚至有一天会出现像验孕一样简单的家庭测试。

领导最新研究的UF化学工程教授Piyush Jain说："我们正试图建立一种基于家庭的测试方法，与基于实验室的测试一样可靠。我们正试图使测试变得简单，消除对昂贵设备的需求，并在短短10到20分钟内提供结果。"

(资料图片仅供参考)

为了实现这些目标，Jain的小组正在对一个被称为一管式反应的系统进行创新，因为整个测试发生在一个小试管中。这些测试基于一种被称为RT-LAMP的技术，可以扩增病毒基因组的一小部分，并在检测到病毒时产生一个可见的信号。阅读这些测试可以像寻找蓝色一样简单，或者使用一个检测试管中变化的小装置。

美国食品和药物管理局已经批准了一些针对COVID-19的家庭一管式测试，作为紧急使用授权的一部分，但它们的假阳性率相对较高，这意味着它们并不像它们可能的那样可靠。

"我们正在结合另一项名为CRISPR的技术来确定假阳性和真阳性之间的区别，"Jain说。

CRISPR在生物技术领域因其推动快速基因工程改进的能力而闻名，它有可能在某一天通过修复基因组治愈遗传性疾病。Jain的小组依靠CRISPR系统对特定基因序列的定位能力。只有当诸如肝炎病毒的序列真的存在时，测试才会显示出阳性结果。

唯一的问题是什么？RT-LAMP技术需要150华氏度的温度，而CRISPR在100华氏度时效果最好。这种差异使得测试变得更加复杂，需要两个独立的反应--对于家庭使用来说太复杂了。Jain的团队一直试图通过开发一种能够承受更高温度的CRISPR系统来弥补这一差距。

研究人员最近从一种嗜热的细菌物种中发现了一种能在140度下生长的CRISPR酶。在他们的最新工作中，Jain的小组求助于人工智能工具来分析这种酶，并发现他们如何能让它在150度下生存。人工智能程序建议对该酶进行几十种改变，贾恩的研究小组在实验室里对这些改变进行了测试。他们最终找到了对该酶的四种改变方法，使其在150度下工作。

"对任何人类来说，对一种酶做这种分析是非常具有挑战性的。我们不必花几年时间，我们可以在几个月内做出这些改进，"Jain说。"由于所有的东西都在同一温度下工作，现在我们能够将所有的东西结合在一个真正的单锅反应中，我们称之为SPLENDID。"

该团队在丙型肝炎或COVID-19患者的临床样本上验证了他们简化的SPLENDID测试。该测试对SARS-CoV-2的准确率为97%，对全球最流行的丙型肝炎病毒版本的准确率为95%。Jain说，尽管它对所有其他不太主要的丙型肝炎病毒版本没有很好的效果，但对该测试的直接修改应能迅速提高其准确性。他的团队于5月8日在《细胞报告医学》杂志上发表了他们的发现。

这项工作由美国国立卫生研究院的国家过敏和传染病研究所资助，希望能开发出像丙型肝炎这样的病毒的简单测试，以便能在治疗效果最好的时候及早发现和治疗。Jain的研究小组现在将努力完善该测试，提高其区分丙型肝炎病毒株的能力，并在医院环境中进行验证，希望有一天也能提供家庭测试。

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