新工具彻底改变了传染病检测的引物设计

诸平

据《医学网新闻》（News-Medical.Net）网站2025年3月4日刊登来自中国高等教育出版社（Higher Education Press）提供的消息,新工具彻底改变了传染病检测的引物设计（New tool revolutionizes primer design for infectious disease detection）。

来自中国上海科技大学生命科学与技术学院（School of Life Science and Technology, ShanghaiTech University, Shanghai, China）张力烨（Liye Zhang）实验室的研究人员开发了一种突破性的工具，彻底改变了研究人员设计用于检测病原体的引物的方式。这种新的途径可以扫描整个基因组来识别最有效的引物，可以显著提高诊断传染病的速度和准确性。

该研究结果于2025年2月15日已经在《计算机科学前沿》（Frontiers of Computer Science）杂志发表——Wencong HE, Yan ZHUO, Chen WANG, Yemei HUANG, Xuelei ZANG, Chen YANG, Hengyu DENG, Yangyu ZHOU, Jing LIU, Ping ZHANG, Xinying XUE, Liye ZHANG. Genome-wide primer scan (GPS): a python package for a flexible, reliable and large-scale primer design toolkit. Frontiers of Computer Science, 2025, 19(2): 192906.  DOI: 10.1007/s11704-024-40392-z. 此研究成果解决了定量PCR （quantitative PCR简称qPCR）引物设计中的一个关键挑战。

参与此项研究的除了来自中国上海科技大学（School of Life Science and Technology, ShanghaiTech University, Shanghai, China; Shanghai Institute for Advanced Immunochemical Studies, ShanghaiTech University, Shanghai, China)的研究人员之外，还有来自中国北京首都医科大学北京世纪坛医院(Department of Respiratory and Critical Care, Emergency and Critical Care Medical Center, Beijing Shijitan Hospital, Capital Medical University, Beijing, China)、中国解放军医学院(Medical School of Chinese PLA, Beijing, China)、中国潍坊山东第二医科大学(Department of Respiratory and Critical Care, Shandong Second Medical University, Weifang, China)、中国北京师范大学生命科学学院(Beijing Key Laboratory of Genetic Engineering Drug and Biotechnology, College of Life Sciences, Beijing Normal University, Beijing, China)的研究人员。

不像现有的软件需要手动选择特定的基因或区域，这个新工具自动搜索整个基因组，使研究人员更容易开发出高度特异性和敏感的病原体测试。通过自动化整个基因组的引物设计过程，该管道能够更快，更准确地识别致病微生物，这可能对公共卫生产生深远的影响。该团队通过设计引物来区分两种密切相关的真菌病原体——加蒂隐球菌（Cryptococcus gattii）和新生隐球菌（Cryptococcus neoformans），证明了该工具的有效性。在实验室测试中，引物显示出显著的特异性，只扩增目标病原体，同时避免了其他9种对照物种的假阳性。

这一创新出现在关键时刻，因为全球社会继续努力应对迅速演变的病原体的挑战。研究人员认为，他们的工具对于设计病毒和真菌的引物特别有价值，可能会加速对新出现的传染病的反应。该管道作为Python包（Python package）免费提供，允许全世界的研究人员访问和利用这个强大的新资源。随着科学界接受这一工具，它可能会带来更快、更准确的诊断测试，最终改善患者护理和公共卫生结果。

该研究得到了中国国家重点研发计划项目{National Key R&D Program of China (SQ2021YFC2300067)}的资助。 

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