LAMP核酸擴(kuò)增技術(shù)的發(fā)展、優(yōu)勢(shì)、體系及應(yīng)用

 一、恒溫?cái)U(kuò)增技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀
自1980年P(guān)CR技術(shù)發(fā)明后，基于PCR技術(shù)的核酸檢測(cè)迅速應(yīng)用到臨床、食品、環(huán)境的檢測(cè)中，并成為核酸檢測(cè)的金標(biāo)準(zhǔn)。但PCR的檢測(cè)技術(shù)存在設(shè)備體積大、粗樣品耐受性差、反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)、靈敏度難以達(dá)到單copy等諸多缺點(diǎn)，已經(jīng)難以滿足現(xiàn)代核酸檢測(cè)的要求：速度快（<30min）、超靈敏度（1-5copy/test）、大體積粗制樣品直檢（20-50%反應(yīng)體積樣本量）、野外操作、簡(jiǎn)單化操作等方面的指標(biāo)。 在過去的20年中科學(xué)家一直嘗試通過恒溫?cái)U(kuò)增的方法來實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，這其中包括RCA(rolling circle amplification)、LAMP(loop-mediated isothermal amplification)、RPA(recombinase polymerase amplification)、NASBA(nucleic acid sequence based amplification)、SDA(strand displacement amplification)、HDA (helicase dependent amplification)、TMA(transcription-mediated amplification)等新型核酸恒溫?cái)U(kuò)增技術(shù)。

在這些恒溫?cái)U(kuò)增技術(shù)中，以2000年首次報(bào)道的LAMP法尤為耀眼和引人關(guān)注，目前占據(jù)超過60%的恒溫檢測(cè)市場(chǎng)。核酸檢測(cè)對(duì)LAMP技術(shù)如此親賴，究其原因，得益于其它恒溫檢測(cè)技術(shù)難以達(dá)到LAMP技術(shù)的綜合性優(yōu)勢(shì)：
1、反應(yīng)速度極快，優(yōu)化的引物組合可以達(dá)到15min內(nèi)檢測(cè)到單copy分子，檢測(cè)速度接近或超過RPA和NASBA；
能夠達(dá)到超敏檢測(cè)極限，1-5copy的分子能夠穩(wěn)定檢出，穩(wěn)定性極高，其它任何恒溫技術(shù)難以達(dá)到如此穩(wěn)定的水平；
2、結(jié)果判讀形式的多樣化，適應(yīng)各種環(huán)境和條件下的核酸快速檢測(cè)。LAMP擴(kuò)增作為終點(diǎn)判讀形式，可不借助任何其它輔助設(shè)備，裸眼觀察檢出結(jié)果�；�于鈣黃綠素、HNB、紅黃變色、OG橙綠變色都可以肉眼觀察結(jié)果。LAMP同樣可借助濁度儀進(jìn)行實(shí)時(shí)濁度分析。在反應(yīng)體系中加入SYBR Green熒光染料后，可使用小型恒溫?zé)晒鈨x進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)。以上這些結(jié)果判讀形式均可在野外等非標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行，所需設(shè)備簡(jiǎn)單、小巧、價(jià)格低廉、便于普及。除此外，傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室中的熒光定量PCR儀，同樣可進(jìn)行LAMP檢測(cè)，可采用SYBR Green、MB探針法或LAMP TaqMan探針法，對(duì)于經(jīng)常操作PCR檢測(cè)的人員來講，可以無縫對(duì)接、無需更換設(shè)備。
3、對(duì)RNA病毒的漏檢率低，由于RNA病毒的突變率較高，在PCR檢測(cè)中個(gè)別突變對(duì)PCR的擴(kuò)增影響較大，容易造成病毒漏檢的假陰性。而LAMP識(shí)別靶基因8個(gè)區(qū)段，在這些識(shí)別區(qū)段中個(gè)別的突變對(duì)LAMP擴(kuò)增影響較小，不易產(chǎn)生漏檢。
4、試劑穩(wěn)定、易于使用。同RPA、NASBA等技術(shù)相比，LAMP與PCR法都采用單一酶（或雙酶）系統(tǒng)進(jìn)行反應(yīng)，生產(chǎn)批次穩(wěn)定、反應(yīng)酶系統(tǒng)耐高溫，試劑穩(wěn)定性好。在檢測(cè)試劑中僅包含酶mix一管、引物/探針一管，使用方便，在熒光定量PCR機(jī)器上可方便的進(jìn)行高通量檢測(cè)。而RPA、NASBA等系統(tǒng)需要多個(gè)復(fù)合酶，比例嚴(yán)謹(jǐn)、試劑穩(wěn)定生產(chǎn)困難、保存運(yùn)輸條件苛刻、難以高通量應(yīng)用。
5、LAMP法對(duì)耐受雜質(zhì)能力最強(qiáng)。PCR、RPA、NASBA等擴(kuò)增體系均需要進(jìn)行核酸純化制備，在進(jìn)行粗制品的直擴(kuò)系統(tǒng)中，上樣量均較小（<10%），無法大體積上樣，雜質(zhì)對(duì)這些擴(kuò)增方法均影響較大。而LAMP法對(duì)大多數(shù)樣本的耐受性能達(dá)到20%以上，個(gè)別樣本的含量可以容忍到50%以上，如此大的上樣體積量，決定了LAMP具有更高的檢出率。
6、擴(kuò)增反應(yīng)同步病毒滅活，由于LAMP反應(yīng)溫度在65℃的高溫條件下進(jìn)行，在病毒液直擴(kuò)中，反應(yīng)過程中即可滅活病毒，降低耗材的污染風(fēng)險(xiǎn)。
7、高特異性，隨著LAMP用酶不斷改進(jìn)、反應(yīng)緩沖液的不斷優(yōu)化、探針技術(shù)的搭配、引物設(shè)計(jì)理念的不斷改善，LAMP的非特異性擴(kuò)增獲得質(zhì)的提升，目前在優(yōu)化的LAMP體系中，假陽性的情況已經(jīng)得到根本改善，假陽性比例接近甚至低于PCR方法。
8、多重?zé)晒馓结樀膽?yīng)用。隨著Bst DNA聚合酶和反應(yīng)緩沖體系的不斷改進(jìn)、LAMP TaqMan技術(shù)的發(fā)明，多重LAMP體系得以建立。這種多重的LAMP技術(shù)，達(dá)到了金標(biāo)準(zhǔn)TaqMan PCR的多靶基因、內(nèi)參質(zhì)控樣本的相同性能，符合到臨床應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)。

二、建立核酸恒溫?cái)U(kuò)增技術(shù)平臺(tái)
于2014年啟動(dòng)LAMP技術(shù)平臺(tái)的研發(fā)與搭建，基于分子工具酶研發(fā)經(jīng)驗(yàn)和蛋白質(zhì)電子重構(gòu)架技術(shù)，歷時(shí)6年時(shí)間打造出LAMP全系DNA聚合酶，包括：Bst2.0、Bst3.0、Bst4.0、Bst5.0、Bst7.0 DNA聚合酶。精心優(yōu)化的反應(yīng)體系，打造出性能卓越、高擴(kuò)增效率、高特異性的IsoAmp Mix系列試劑，便于科研和診斷試劑的開發(fā)。上百萬次的測(cè)試，總結(jié)出更為高效的引物設(shè)計(jì)理念，為客戶提供免費(fèi)的LAMP引物設(shè)計(jì)服務(wù)。多樣化的預(yù)混顯色試劑，滿足不同檢測(cè)需求，包括：可視化變色顯色（紅黃變色、OG變色、HNB變色）、濁度法、SYBR Green熒光法、恒溫?zé)晒馓结樂�、多重恒溫�(zé)晒馓结樂ā３�了提供頂�?jí)恒溫?cái)U(kuò)增用酶和預(yù)混mix試劑外，協(xié)助客戶進(jìn)行恒溫?cái)U(kuò)增檢測(cè)試劑研發(fā)。

三、 LAMP產(chǎn)品體系及應(yīng)用
1. 原料基礎(chǔ)用酶
原料酶列表（全系提供含甘油和無甘油的酶版本）

2. 不同顯色方式的優(yōu)缺點(diǎn)比較

3. 恒溫?cái)U(kuò)增預(yù)混Mix系列

顯色方式	檢測(cè)模板	試劑形式	推薦選用產(chǎn)品
可視化系列(紅黃變色)	DNA	液體	A3824-01
	RNA	液體	A3824-01
可視化系列(OG橙綠變色)	DNA	液體	A3824-02+A3821
	RNA	液體	A3824-02+A3821
可視化系列（HNB變色法）	DNA	液體	A3802
濁度法	DNA	液體	A3824-02
	RNA	液體	A3824-02
SYBR Green熒光法	DNA	液體	A3824-03
	RNA	液體	A3824-03
恒溫?zé)晒馓结樂?/DIV>	DNA/RNA	液體	定制
		凍干	定制
多重恒溫?zé)晒馓结樂?/DIV>	DNA/RNA	液體	定制
		凍干	定制