近日，兽医学院廖明教授/张建民教授团队在知名学术期刊Advanced Science（中科院1区Top期刊，五年影响因子16.3）在线发表题为“A Smart Single-Loop-Mediated Isothermal Amplification Facilitates Flexible SNP Probe Design for On-Site Rapid Differentiation of SARS-CoV-2 Omicron Variants”的研究论文，该项工作创新性地建立了一种可实现单核苷酸多态性（SNP）多重精准检测的新型核酸等温扩增技术（smart single-loop-mediated isothermal amplification ，ssLAMP），通过独特的引物设计策略提高SNP检测的灵活性和多引物体系的兼容性，结合便携式检测设备和结果智能分析手机APP，可实现对病原SNP位点的五重精准现场检测。
单核苷酸多态性（SNP）与传染病或遗传病等多种疾病风险密切相关，因此被视为分子诊断的关键生物标志物。尤其对于高突变率病原体而言，病原微生物的感染性、传播力及抗原性等都与SNP特征相关，在病原体鉴别诊断中具有重要价值。传统的SNP检测技术如基因测序等依赖实验室精密仪器、耗时长，无法满足疫病爆发时对病原体的快速、现场、精准检测的需求。尽管当前有部分基于LAMP的POCT检测技术被建立用于SNP的快速检测，但这些方法大多用于单一目标靶点的检测，多重突变检测因LAMP复杂的引物集而难以实现。因此，开发一种可灵活结合SNP特异性探针进行多重突变检测的新型等温扩增技术具有重要的研究意义和应用价值。
研究团队组通过创新引物设计思路，研究并建立了一种智能单环介导等温扩增技术（ssLAMP）。与传统LAMP方法不同，ssLAMP方法将引物组内一条环引物改造为线性引物，因此提供了更多的可放置SNP检测探针的区域。这种简化的引物组合也减少了引物组的复杂程度，使得多重检测的引物体系更容易实现，同时可以展现出与传统LAMP方法媲美的扩增效率和检测灵敏度。以新冠病毒S基因中不同的SNP位点作为检测靶标时，利用Rnase H2酶水解DNA-RNA复合体的特性，设计可识别对应SNP位点信息的检测探针，可以实现对新冠病毒奥密克戎变异株BA.1、BA.2、BA.3、BA.4和BA.5分支精准识别。进一步，为了实现ssLAMP对病原的现场化、智能化多重检测，研究人员研发了拥有恒温加热功能的FAM,SF670双荧光通道便携式检测设备，同时配套对应的结果智能分析手机APP，通过对不同反应管中不同荧光信号的HSV色域进行分析，可在1小时内实现对BA.1-BA.5不同变异株的精准智能多重检测。
ssLAMP方法引物组和扩增原理示意图
综上所示，该研究建立了一种引物设计灵活性强，可对多个SNP位点进行多重精准检测的新型核酸等温扩增技术。结合便携式检测设备以及智能手机APP，可实现病原的现场化、精准化、智能化快速检测和基因分型，在动物疫病精准防控、病原基因分型等领域有重要的应用价值。
结合便携式检测设备及智能手机APP实现对病原的多重现场智能检测
该研究是在国家重点研发计划项目（2022YFD180040）和双一流学科推进项目（2023B10564003）等项目资助下完成的。我校兽医学院博士生林琦杰为论文的第一作者，广东省农业科学院动物卫生研究所勾红潮副研究员、我校兽医学院瞿孝云老师为共同第一作者。仲恺农业工程学院廖明教授、我校兽医学院张建民教授和中国农业科学院长春兽医研究所李昌研究员为通讯作者。
相关论文链接：https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202502708
文图/兽医学院
