@ 2014.04.29 , 08:00

银针试毒?让芯片告诉你是否中毒

当你在食物中发现了致命的毒药,而它又可能是潜在的恐怖武器时,你一定希望自己手上有最好的检测工具。目前,法国的研究者们演示了一种经过改良的方法,这种方法被用来探测肉毒杆菌神经毒素的致命性变体,该毒素会导致肉毒中毒。相比标准方法,他们采用的方法能够更快速的得出结果,并且准确地检测出低浓度的毒素。

肉毒神经毒素由肉毒杆菌产生,它是人类已知最致命的毒素之一。这种毒素通常会出现在腐坏的罐头食品中,并一直被认为是潜在的恐怖武器。这是因为即便很低浓度的毒素,一旦被添加到食物、水和空气中就会有致死的可能。如果人感染上它,不及时治疗的话有60%的可能性会导致患者瘫痪。但如果接受治疗,致死的几率还不到5%。

不幸的是,目前针对成人血液中肉毒杆菌毒素的标准检测又慢又糟糕。通常是将病患的血液注入小鼠体内,如果小鼠发生肉毒中毒的症状甚至死亡,那么检测结果为阳性。但四天后才能从小鼠身上得出测试结果,在需要很快做出决定的情况下,这种做法就显得很不实用。更重要的是,病人也没那么多空闲时间,而且他们的测试结果通常不为阳性。肉毒杆菌毒素会随着病情的发展从血液进入肌肉。当血液中毒素的浓度逐渐下降,即使病人的病情越来越重,小鼠也不太容易及时跟体内的毒素产生反应。

分子神经生物学家Christian Lévêque来自法国医学研究结构INSERM,并且在普罗旺斯的Aix-Marseille大学就职,他认为这是一个改变的契机。所以他和他的团队开始着手设计新的测试,该测试利用的是肉毒毒素致瘫效果背后的分子过程。他们专注研究肉毒神经毒素A,该病毒类型导致美国大部分中毒事件(其实肉毒神经毒素B、E和F也可以导致疾病)。

肉毒神经毒素A通过阻隔SNAP-25蛋白质的效用导致瘫痪,这种蛋白质有助于神经和肌肉间的沟通。Lévêque和团队成员在SNAP-25蛋白质上安装微型芯片,并把它放在含有A毒素的血清中。随后,研究人员介绍了一种基因工程抗体,它在SNAP-25蛋白质以特定方式被移至A神经毒素上后能与之反应。如果抗体与芯片反应,他们就知道血液样本中含有毒素。通过这种方法,Christian Lévêque和他的团队在几小时之内就可以检测出毒素而并非几天,况且检测的浓度范围比小鼠实验低得多。

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Lévêque表示,给SNAP-25加上芯片是这种新方法的核心部分。这种方法让反应直接面向病人的血样,这意味着不用把时间浪费在样品分析的准备工作上。要知道,在临床测试中,样品的准备工作常常代表一个制约瓶颈。换句话说,他的团队工作很简单,只需要将样品稀释并引入装置中即可。

哥伦比亚密苏里大学的纳米分子医学专家Luis Polo-Parada说,新的测试方法快速,同时具有高度的灵敏性。但同时他也提出警告,将该测试应用到病人身上之前,务必要对其准确性进行确认。还有专家希望毒素的检测种类可以扩大到B、E、和F神经毒素,Lévêque表示他的团队早就向着这个目标迈进了。

本文译自 sciencemag.org,由译者 千里之外 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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