LAMP应用于SARS-CoV-2 POCT检测中简单综述

写在前面的
疫情爆发至今，仍然没有得到很好的控制。机场，车站一些人流量大地方的疫情防控仍然面临着很大的挑战。基于qPCR从采样到出检测报告需要较长的时间（至少需要6个小时）。考虑到人流量大的地方对实时检测的需求更大，因此本次推送将介绍一种更便捷的SARS-CoV-2检测方法–LAMP。

LAMP背景

LAMP技术早在2000年被日本学者Notomi  提出，是一种新的适用于基因诊断的恒温核酸扩增技术，受到了世卫组织WHO，各国学者以及相关政府部门的关注。短短几年，LAMP技术以及应用在SARS， 禽流感， HIV等疾病的检测中。该技术特异性强，灵敏度高，操作简单，并且不需要昂贵的实验仪器，一台水浴锅或者恒温箱就可以实现反应，肉眼可观察反应结果，简单方便，适合基层快速诊断。
目前最常用的基因诊断方法是qPCR，该反应需要昂贵的PCR反应仪，并且需要对样本进行前处理，反应时间相对较长；而LAMP技术在15-60min内可以实现核酸109-1010的扩增，因此可以在更短时间内实现对样本的诊断。这对于新发传染病的诊断非常关键。

图一：传染性疾病的感染人数和检测到的时间的关系。
在首例患者感染后，从图一可以看出，提前发现感染者可以有效的降低感染人数，减少损失。

相关名词解释

LAMP（loop-mediated isothermal amplification）是一种新型的核酸扩增方法，其特点是针对目标基因设计引物，在链置换DNA聚合酶(Bst DNA polymerase)的作用下，60–65℃恒温反应，15-60分钟左右即可实现109～1010核酸扩增。在DNA合成时，从脱氧核糖核酸三磷酸底物(dNTPs)中析出的焦磷酸离子与反应溶液中的镁离子反应，产生大量焦磷酸镁沉淀，呈现白色。因此，可以把浑浊度作为反应的指标，只用肉眼观察白色浑浊沉淀，就能鉴定扩增与否。
LAMP原理：以需要扩增的核酸为模板，用2-3对特殊引物和Bst DNA聚合酶的作用下，使核酸两端引物结合处发生环装单链结构，从而保证引物可以在恒温状态下和模板核酸结合，进行扩增反应。
POCT（point-of-care testing），一般指采样人员在病人旁边进行的临床检测及患者身边进行检测（bedside testing）。是在采样现场进行及时分析，省去样本在实验室检验中的复杂处理流程，快速得到检验结果的新方法。

论文信息：

发表时间：2020年4月

论文内容

LAMP和qPCR比较

表一：qPCR和LAMP的比较。

LAMP反应流程

表二：LAMP的引物信息。

目前的LAMP方法选择使用4-6条引物选择性扩增检测靶标序列的位点，Bst被用来启动合成，而其中两个引物形成环状结构，以促进和加速随后的几轮扩增。具体来说，LAMP使用两个内部引物(FIP和BIP，每个引物由两个部分组成)和两个外部引物(F3和B3，识别目标DNA中的六个不同区域)。使用两个环引物(正向环引物Loop F和反向环引物Loop B)来加速扩增和检测效率。

图二：LAMP结果的展示
图二A图，模拟阴阳性的LAMP结果，浅颜色为阴性样本，深颜色为阳性样本。B图，实际样本（武汉COVID感染者）的结果，黄色为阳性样本，粉色为阴性样本。

图三：Penn-Ramp的反应流程示意图。
该流程将两步反应在一个管子中进行，大大简化了反应流程，减少了反应污染的可能性。

后记

LAMP检测作为一种快速灵敏的检测方法，在SARS-CoV2检测中发挥着重要的作用。因为LAMP的结果可视化，不需要专业的实验人员就可以对结果进行判定，因此可以作为qPCR的替代方法实现在隔离期间的自我检查。发展过程中展示出了不同的LAMP变种，主要包括，微流控，纸基以及数字LAMP，这些方法的不断出现，更加简化了LAMP检测的流程。