开发人员说，有助于加快创建新的诊断测试程序的软件可能有助于对抗未来的流行病。

苏格兰和中国的一个生物工程师和化学家团队开发了一个系统，该系统提出了新的反应途径，以加速新的诊断分析的设计和开发。

该系统现在可以免费提供给世界各地的其他研究人员进行调查、调整和使用，也可以用于识别癌症等非传染性疾病的早期阶段，从而帮助患者获得更及时的治疗。

在今天发表在《自然通讯》(Nature Communications)杂志上的一篇新论文中，英国格拉斯哥大学(University of Glasgow)和中国上海交通大学(Shanghai Jiao Tong University)的研究人员描述了他们如何开发和展示了他们的系统的有效性。

他们开始绘制反应图——生物力学过程的表示，这使得快速诊断测试如交叉引物扩增(CPA)和环介导DNA扩增(LAMP)成为可能。

与聚合酶链反应(聚合酶链反应，简称PCR)测试不同，LAMP等等温测试可以通过在患者样本中的化学物质和DNA链之间产生相互作用，并在护理点快速提供结果，从而提供快速、准确的结果。

然而，在许多情况下，这些快速测试是为特定目的而设计和开发的，这可能会带来不必要的复杂性，并使一种测试难以轻松地用于不同的诊断。

研究人员开发了一种更通用的方法来创建新的测试，建立了一个软件工具，能够将反应图转换为建议，如何使用化学引物和反应来创建所需的诊断结果。

在这篇论文中，研究团队描述了他们如何利用该软件来设计四种不同诊断测试的化学引物和反应，其中三种用于传染性疾病，一种用于非传染性疾病癌症。

他们成功地创建了一种针对一种具有高水平序列变异的艾滋病毒的多重检测方法，一种针对结核病的高敏感性检测方法，以及一项分析患者临床样本是否存在乙型肝炎的研究。

他们还开发了一种检测与癌症诊断和预后相关的短miRNA序列的方法，包括口腔鳞状细胞癌、乳腺癌和胶质瘤。

他们使用他们新设计的诊断分析来测试来自中国临床实验室的患者样本。然后，他们用单独的PCR检测证实了他们的结果。他们将他们的结果与LAMP方法对相同疾病的诊断进行了对比，发现他们的结果比LAMP方法更具有特异性和可重复性。

格拉斯哥大学詹姆斯瓦特工程学院的乔恩·库珀教授是这篇论文的主要作者。库珀教授说:“我们多年来一直致力于为疟疾和丙型肝炎等疾病开发等温检测方法，以便在可靠的PCR检测途径有限的地区使用。”

“在建立这些诊断系统的过程中，我们清楚地认识到，我们也在构建一种更通用的方法来测试特定的生物标志物。

“我们的可编程系统自动化了很多早期的试错工作，这些工作进入了新测试的开发，我们已经表明，它可以用于可靠地诊断有用的传染性和非传染性疾病的横截面。这是一个令人兴奋的发现，并暗示了许多潜在的医学应用。”

该论文的合著者、格拉斯哥大学的Julien Reboud博士补充说:“COVID-19大流行告诉世界，快速开发准确、敏感、特异性的诊断方法来跟踪新疾病和直接治疗是多么重要。

“我们的可编程系统为支持这种快速诊断开发提供了一条新途径。我们渴望让世界各地的其他研究人员尽可能地访问它，所以我们把所有的图表和数据都免费放在网上。我们希望它将在广泛的应用领域对研究人员和临床医生真正有用，我们期待看到他们将为该系统找到新的应用。”

上海交通大学这篇论文的合著者徐高林博士补充说:“在库珀教授的团队读博士期间，我开发了检测DNA的新技术。我一直觉得应该有更好的方法来开发新的诊断分析设计。回到中国后，我继续与苏格兰的同事合作，开发这种新的、令人兴奋的诊断系统。”

该团队的论文题为《基于抽象模型的等温核酸诊断分析程序设计，发表在《自然通讯》杂志上。

本研究得到上海市教委创新研究计划、上海市自然科学基金、工程与物理科学研究理事会(EPSRC)和欧洲研究理事会的资助。