尿液三模式即时检测技术实现高危型人乳头瘤病毒(HPV 16/18)快速筛查

【字体: 时间:2025年07月19日 来源:Biosensors and Bioelectronics: X CS4.6

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  本研究针对资源有限地区宫颈癌筛查难题,开发了一种基于环介导等温扩增(LAMP)与SYBR Safe-孔雀石绿(SSMG)双染料的核酸检测技术,可在45分钟内通过比色、荧光和电化学三模式检测尿液中的高危型HPV(16/18型),灵敏度达10 copies μL?1,临床验证特异性达96.2%,为偏远地区宫颈癌防控提供创新解决方案。

  

宫颈癌作为全球第四大妇科恶性肿瘤,每年导致约35万例死亡,其中99%与高危型人乳头瘤病毒(HPV)感染相关。尽管HPV 16/18型占宫颈癌病例的70%以上,但传统核酸检测依赖复杂设备和技术人员,导致90%的死亡病例集中在医疗资源匮乏地区。这一严峻现状催生了对快速、简易且低成本筛查技术的迫切需求。

Mayo Clinic(美国梅奥医学中心)的研究团队在《Biosensors and Bioelectronics: X》发表创新成果,通过耦合荧光染料SYBR Safe(SS)与显色剂孔雀石绿(MG),开发出SSMG-LAMP三模式检测系统。该技术整合DNA提取、等温扩增和信号读取流程,仅需便携式设备即可完成检测。关键技术包括:1)优化LAMP引物设计靶向HPV E6基因;2)建立SSMG双染料协同检测机制;3)开发智能手机兼容的比色/荧光分析模块;4)构建微型电化学传感器阵列。临床验证采用16例Mayo Clinic存档尿液样本进行盲测。

研究结果显示:

  1. SSMG-LAMP建立:双染料系统使阴性/阳性样本色差ΔE值提升3倍,紫外吸收峰从510nm红移至630nm,电化学信号变化达显著性差异(p<0.0001)。
  2. 参数优化:确定50× SS与50μM MG为最佳浓度组合,63℃反应30分钟可实现12 copies μL?1 HPV 16检测限。
  3. 性能验证:三模式检测中电化学法表现最优,AUC达0.9473(95% CI:0.8981–0.9964),特异性96.2%;荧光法成功检出临床唯一HPV 18阳性样本。
  4. 临床适用性:室温保存4周的试剂仍保持90%以上活性,全程检测耗时45分钟,显著优于传统PCR。

讨论指出,该研究首次实现LAMP技术在三模式检测中的协同应用:比色法满足无设备场景需求,荧光法提升弱阳性检出率,电化学法则降低假阳性风险。尽管临床样本中出现的1例假阴性可能与DNA降解有关,但系统整体准确性达90.6%,尤其适合非洲、东南亚等低资源地区。未来可通过扩大样本量验证对其他高危型HPV(如31/33/52型)的区分能力。这项技术突破不仅为宫颈癌筛查提供新范式,其模块化设计更可拓展至HIV、寨卡病毒等病原体检测领域,推动全球公共卫生公平性发展。

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