洞察：誓将分子诊断带入家用即时检测领域！Sherlock生物科学公司获得常温PCR扩增专利授权

病理医师

上周，Sherlock生物科学公司宣布，它已经获得了实现常温反应的核酸扩增技术的授权，该公司计划将其与其他专利技术相结合，创造出供家庭使用和即时检测的传染病诊断测试。
常温扩增技术是由Sherlock公司联合创始人James Collins的实验室开发的，并从哈佛大学的Wyss研究所获得授权。
不同核酸扩增技术的反应温度不同。例如，环路介导的扩增（LAMP）可以在滚烫的热水温度下运行，或大约65 ℃，而重组酶聚合酶扩增（RPA）可以在体温下运行，或37 ℃。
总部位于马萨诸塞州剑桥市的Sherlock公司总裁兼首席执行官Bryan Dechairo表示，这种新的环境扩增方法还没有名称，它可以在更低的温度下运行。
Dechairo在接受采访时说，具体来说，它在18至39 ℃之间工作，而室温通常为22 ℃。
室温下的扩增可能有助于克服高精确诊断技术散播的一些关键障碍，并有可能改善全球卫生公平。
Dechairo说：“当检测不需要热量时，我们不需要任何形式的电力，或电路板，或电池，我们可以用塑料包裹的纸做整个测试，用侧向层析或比色法读出，这意味着获得商品的成本非常低。”
Sherlock团队之前与Collins实验室合作开发了用于医疗点多物种检测的疟疾检测方法，但这些测试使用了RT-RPA与CRISPR相结合。
据在柯林斯实验室帮助发明环境技术的Sherlock公司科学家Nico Angenent-Mari说，新方法与以前工作中描述的方法有很大不同，因为它使用了“在低温下坚固的酶和新的化学组合”。


Dechairo说，这种方法也可以不经提取而运行，并且适合于单管反应与比色法或侧向层析等技术。
虽然等温扩增方法有时被指责为特异性较低，而且比热循环更有可能出现假阳性结果，但室温反应往往会进一步增加不正确扩增的可能性。但Dechairo指出，将等温化学反应与CRISPR检测相结合可以抵消这些限制。
他说：“CRISPR带回了特异性，因为它是最特异的酶之一；这就是为什么它可以被用于基因编辑。”
自从2021年发表了一项关于该系统的临床化学研究以来，Sherlock团队还提高了该系统的性能。
该团队计划将新方法与其基础技术，即INternal Splint-Pairing Expression Cassette Translation Reaction（简称INSPECTR）和Specific High-sensitivity Enzymatic Reporter unlocking（简称SHERLOCK）结合起来。
INSPECTR也是由Collins实验室开发的，它是一个基于合成生物学的分子诊断系统，使用一个基于DNA杂交的传感器，加上一个基于纸张的合成基因网络，将传感器的检测转化为生物发光信号，根据单一核苷酸来区分目标。
基于CRISPR的SHERLOCK系统与基于高通量LAMP的SARS-CoV-2测定一起，在去年发表的临床化学研究中显示出与CDC的qPCR测定100%的一致性。当用于直接唾液样本时，与使用雅培Alinity或Biocartis Idylla平台的实验室测试相比，该系统也显示出100%的阴性吻合度和88%的阳性吻合度。
商业化之路



虽然Sherlock之前一直专注于研究和开发，但该公司现在正转向专注于商业化。有利于这种转向的是，家用等温分子测试的监管路径已经非常明确了。
少数公司已经获得了使用LAMP的实验室COVID测试的授权，而且也有非处方等温分子测试的先例。
例如，Detect获得了美国食品和药物管理局对使用LAMP技术的非处方COVID检验的紧急使用授权，并正在扩展到其他菜单。Lucira也获得了COVID检验的EUA，并正在开发性传播感染（STI）的检验。而且，Aptitude Medical公司的一次性分子COVID测试最近获得授权，可以从唾液样本中进行测试。
还有来自Sherlock和Mammoth Biosciences的使用RT-LAMP的基于CRISPR的测试，以及Proof Diagnostics公司正在开发的类似系统。
但开发基于LAMP的测定是出了名的棘手，由于每个目标需要六个引物和探针，多重测定可能需要开发几十个寡聚物。因此，LAMP测定的开发变得非常复杂，而且有很多引物二聚体和扩增错误。
Sherlock团队之前已经开发了一个基于人工智能的工作流程，以帮助加速这一设计过程。在8月举行的下一代Dx峰会上的一张海报中，该公司说它的硅设计工具可以将测定的开发时间从几周加快到几小时。
除了RT-LAMP，还有其他用于诊断的等温扩增方法，可能有更简单的测定设计。例如，印度的研究人员开发了一个名为Feluda的CRISPR系统，这是为了纪念一个著名的虚构孟加拉侦探，并将其与RPA配对，以检测SARS-CoV-2。该系统已被授权给塔塔集团的一家诊断学子公司。


同时，初创公司Sense Biodetection使用了一种未公开的等温法，而Innova Medical最近从英国伯明翰大学获得了一种名为反转录-无指数扩增反应（RTF-EXPAR）的等温法的许可。
但是，Sherlock的新环境扩增方法使开发更简单，因为它使用的引物更少，而且更简单的设计使复用率甚至比LAMP测试更高。
Dechairo团队现在计划将这种环境方法开发成基于纸张的测试，这将与其‘在全球范围内实现诊断的分散化和大众化’的总体使命一致。
而该商品的低成本和高准确度，使其不仅能支持对流感和呼吸道合胞病毒的测试，也能在家进行衣原体和淋病感染测试。
由于大流行病的影响，性传播感染一直在上升，Sherlock技术能够让测定在易用性和价格上找到了一个甜蜜点，从而将测定带入家庭。这些感染也是对全球健康的一个重大威胁，Sherlock目前在和一些低收入和中等收入国家合作，将它的测试用在这些地方。
在大流行期间，数以百万计的家用快速抗原测试的销售价格在2美元左右，因此需要加热器、阅读器或其他复杂技术的检测方法很快就会让许多家庭负担不起。
Dechairo说：“商品的低成本是最重要的，为了达到这个目的，你必须摆脱复杂的技术。”
总的来说，Sherlock计划在新的几年里加大商业化阶段的力度。
Dechairo于2021年7月从Myriad Genetics公司加入该公司，此后扩大了设备开发和商业团队，例如，增加了来自Quidel公司的Karen Davies作为首席开发官，并聘请了曾在Grail和Procter & Gamble公司工作过的商业化专家Julie Garlikov作为Sherlock的第一位首席商业官。


该公司最近完成了8000万美元的B轮融资，其中包括Illumina Ventures和其他新的投资者，并将来自主要投资者Novalis LifeSciences的Paul Meister加入其董事会。
对于分子诊断，Dechairo是由他在20世纪90年代初在罗氏诊断公司任职时了解到的，当时该公司刚刚从Cetus公司获得PCR专利。尽管在随后的30年里，分子诊断学的发展令人瞩目，但在大范围普及方面，依旧有所欠缺。
现在，新技术可能最终弥合这一差距，Dechairo说：“当我看到CRISPR与环境温度方法配对的能力时，我意识到这是第一个真正把高度精确的分子诊断测试带出实验室的机会。”
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