冠状病毒是一类可引起人类呼吸道疾病的大型病毒家族，症状从普通感冒到严重且可能致命的疾病不等。自2019年新冠疫情爆发以来，全球公共卫生系统面临巨大挑战。尽管核酸检测技术（如RT-PCR）是目前最可靠的诊断方法，但其需要专业实验室和设备，难以大规模推广。因此，快速、便捷的免疫化学检测方法成为大规模筛查的重要选择。

近日，一项发表于《ACS Synthetic Biology》的研究为冠状病毒快速检测带来新突破——科研团队开发出基于纳米抗体的侧向流免疫测定法（LFAs），可高效检测SARS-CoV-2（新冠病毒）和MERS-CoV（中东呼吸综合征冠状病毒），且兼顾单重与多重检测功能，为现场快速诊断提供了有力工具。

研究内容

图 1 基于纳米抗体的异质侧流免疫层析法的原理

传统的RT-PCR检测虽精准，但依赖专业设备和实验室，耗时且成本高。而侧向流免疫测定法（即常见的快速检测试纸条）虽便捷，却常受限于灵敏度不足。此次研究创新性地引入“纳米抗体”（一种源自骆驼科动物的小型抗体片段），解决了这一矛盾。

纳米抗体尺寸仅约4nm，具有高稳定性、强亲和力的特点，且可通过大肠杆菌低成本大量生产。研究团队通过优化纳米抗体与金纳米颗粒的偶联工艺，构建了“捕获-检测”双纳米抗体的三明治结构检测体系（图1）：当样本中存在病毒抗原时，会先与结合金纳米颗粒的检测纳米抗体结合，再被试纸条检测线上的捕获纳米抗体固定，形成可见的红色条带；剩余的纳米抗体-金颗粒复合物则被质控线捕获，确保试纸有效。

研究团队针对两种病毒的刺突蛋白（S）和受体结合域（RBD）筛选出最佳纳米抗体组合：

图 2 不同浓度BSA阻断条件下SARS-CoV-2侧流免疫层析法的检测限（LOD）和特异性

采用NM1226+NM1230纳米抗体对，对S1蛋白的检测限低至3.27nM，对RBD的检测限达0.94nM（图2），且与MERS-CoV无交叉反应，特异性优异。

图 3  不同浓度BSA阻断条件下MERS-CoV侧流免疫层析法的检测限（LOD）和特异性

通过VHH83+VHH84组合，实现对S蛋白1.75nM、RBD 9nM的检测（图3），这也是全球首个基于纳米抗体的MERS-CoV快速检测试纸条。

更重要的是，该试纸条能直接检测灭活病毒：新冠野生型病毒、MERS-CoV病毒均可被清晰识别，但对新冠Delta变异株无反应，提示需针对变异株更新纳米抗体库。

图 4 区分SARS-CoV-2和MERS-CoV的试纸条

为应对两种病毒症状相似的诊断难题，团队开发了多重检测试纸条（图4）：在同一条带上设置新冠和MERS-CoV两条检测线，可同时区分两种病毒。实验显示，在0.6% BSA封闭条件下，能有效减少非特异性结合，确保结果准确。

在稳定性测试中，试纸条在4℃储存4周后仍保持清晰条带，室温储存虽有效但条带清晰度略降，无需冷链即可短期保存，尤其适合资源有限地区。

该技术完全符合世界卫生组织“ASSURED”标准（可负担、敏感、特异、用户友好、快速稳定、设备简单），不仅可用于疫情筛查，还为其他传染病的快速检测提供了范本。研究团队已将相关质粒存入Addgene库，助力技术推广。

未来，随着针对病毒变异株的纳米抗体更新，这一技术有望在传染病防控中发挥更大作用，让快速、精准的现场诊断惠及更多地区。

原文链接：https://doi.org/10.1021/acssynbio.4c00592