迫切需要将实验室检测（如定量PCR）的敏感性和特异性与基于侧流的抗原检测的可负担性和无仪器形式相结合的核酸检测诊断技术，以实现医疗保健的民主化和分散化。目前的诊断过程通常需要将样本发送到配备了昂贵仪器和基础设施的集中实验室。此外，处理这些样本的周转时间可能是几天到几周，从而推迟了适当的健康决策和护理。理想的诊断测试将提供明确的视觉结果，可以由未经培训的用户在需要时执行，并且可以在没有外部电源或热源的情况下运行。近日，Sherlock Bioscience公司Aric Joneja研究人员开发了一种基于核酸检测的诊断技术，称之为内部夹板配对表达盒翻译反应 (Internal splint-pairing expression-cassette translation reaction, INSPECTR)。
INSPECTR 使用两个步骤；第一种基于夹板连接，单链 DNA 探针与互补核酸靶标（或“夹板”）形成三元复合物。然后 DNA 聚合酶合成单链 DNA 探针的互补链以形成双链 DNA 表达盒。对于无仪器读数，使用无细胞基因表达，以使用细胞外纯化的转录和翻译成分从表达盒合成蛋白质。INSPECTR可以灵敏度和特异性直接检测 RNA 病毒的基因组，将连接事件转导为易于检测和测量的选定蛋白质。
在该研究中，研究人员使用 INSPECTR 产生常见的报告酶 β-半乳糖苷酶，从而实现颜色变化读数；发光的纳米荧光素酶；以及各种定制的双表位肽，研究人员可以使用横向流动捕获这些肽以生成可见的测试线。然后，研究人员建立了 INSPECTR 探针文库，这些文库针对单个病原体核酸序列及其各自的报告读数进行定制，以测试临床前鼻拭子样本中是否存在呼吸道病原体。通过将夹板连接与无细胞基因表达相结合，研究人员开发了一种将核酸靶序列的存在转化为选定蛋白质输出的方法。使用不同报告蛋白的灵活性允许该技术的最终实施适应特定的测试需求；例如，由与病毒载量成正比的荧光素酶表达提供的可量化发光输出可用于指示疾病进展和严重程度，而多路复用横向流动读数可使综合征测试能够排除或排除可能的病原体。这种模块化使 INSPECTR 成为一种高度灵活的分散式诊断策略。INSPECTR 的可编程性使分析设计人员能够从一系列功能中进行选择，包括清晰的视觉读数、量化、高灵敏度和多路复用。然而，本研究中并未描述其中一些功能的组合，例如同时高度灵敏地检测多个 RNA 目标。此外，当前检测的多步骤工作流程和冗长的结果时间限制了其目前作为家用产品的实施。通过简化并发和连续的反应步骤来改进 INSPECTR 的用户工作流程，将提高其对未经培训的用户使用的适用性。除了病毒 RNA 目标之外，检测 DNA 目标是显而易见的下一步，才刚刚开始在扩展数据中证明这一点。通过利用连接位点特异性，INSPECTR 检测可用于检测特定的单核苷酸多态性，例如与癌症风险或抗菌素耐药性相关的单核苷酸多态性。作为一种完全无需仪器的核酸检测方法，INSPECTR 可以提高卫生、农业和生物防御行业消费者对敏感分子检测的可及性。Phillips, E.A., Silverman, A.D., Joneja, A. et al. Detection of viral RNAs at ambient temperature via reporter proteins produced through the target-splinted ligation of DNA probes. Nat. Biomed. Eng (2023).https://doi.org/10.1038/s41551-023-01028-y
