Dragonfly：一种便捷的分子诊断平台，用于快速现场检测猴痘及其他皮肤病原

研究背景：

猴痘（Monkeypox）作为一种由猴痘病毒（MPXV）引起的疾病，近年来随着全球流行而成为紧急公共卫生问题。猴痘病毒的传播途径由传统的动物传播转变为更加复杂的人际传播，尤其是在2022年和2024年发生的全球暴发中，病毒的快速传播和变异引发了全球卫生组织的高度关注。猴痘的爆发不仅仅影响了非洲等传统流行区域，还波及到了世界其他地区，尤其是在欧洲和美国等国家，发生了更多的社区传播。

现有的猴痘诊断方法，通常依赖于定量PCR（qPCR）等分子生物学技术，具有较高的灵敏度和特异性，但其操作繁琐且设备要求较高，通常需要集中化的实验室进行检测，这在远程地区或资源有限的地方尤为困难。因此，急需开发一种便捷、快速且高效的现场诊断工具，以满足快速检测的需求。

为此，Dragonfly平台应运而生，它能够在没有电力支持的情况下，通过简单的手动操作完成样本处理，并利用冻干比色LAMP（环介导恒温扩增）技术进行病毒检测（图1）。这一平台的设计初衷是应对低资源环境中的紧急疫情，同时具备高效、低成本和高准确度的优点。

图1 Dragonfly平台的原理及操作流程

研究原理：

Dragonfly平台结合了两项核心技术：无电力核酸提取技术和冻干比色LAMP技术。

1. 无电力核酸提取：传统的核酸提取技术通常需要使用离心机和电力驱动的设备，导致操作复杂且依赖能源。Dragonfly平台采用了一种创新的磁珠提取法，这种方法能够在没有电力的支持下完成核酸的提取。通过特殊设计的SmartLid技术，磁珠能够自动在样本中进行提取、洗涤和纯化，整个过程无需离心机，只需简单的手动操作即可完成（图2）。这一设计大大提高了样本处理的便捷性，并使得平台适用于紧急现场和低资源环境。

2. 冻干比色LAMP技术：LAMP（环介导恒温扩增）技术是一种在恒温条件下进行DNA扩增的方法，它不需要传统的PCR热循环设备，因此对于现场使用来说具有明显的优势。Dragonfly平台的LAMP试剂采用冻干处理，这使得试剂能够在室温下稳定保存，避免了对冷链运输的需求。通过比色法，LAMP技术能够在35分钟内完成病毒检测。测试结果通过颜色变化直观显示：当反应呈阳性时，试管中的液体从粉色变为黄色，反之则保持粉色。这种颜色变化的方式非常适合用户，即使没有专业的设备也能够轻松读取结果。

图2 SmartLid技术示意图

研究亮点：

1. 便捷的操作： Dragonfly平台采用手动操作，整个流程无需复杂的仪器（图3）。用户只需要使用固定体积的移液器将样本转移到试剂管中，经过简单的搅拌和加热即可完成核酸提取和病毒检测。这使得平台在紧急情况下能够迅速投入使用，尤其是在资源有限的地区。

图3 从样品到检测的全过程

2. 无电力支持： 该平台的一大亮点是其无电力核酸提取技术，可以在没有电力的情况下完成核酸提取。SmartLid技术利用磁珠的磁性特性进行核酸提取，无需电力设备，极大地简化了操作流程，同时也降低了设备成本，使得该平台非常适用于低资源地区的应用。

3. 高效准确的检测： Dragonfly平台的检测性能已经在临床样本中得到验证，结果显示该平台对于猴痘病毒和其他相关病毒（如带状疱疹病毒、单纯疱疹病毒等）具有非常高的灵敏度和特异性。平台的灵敏度高达96.1%，特异性为100%，这使得它在实际应用中能够提供可靠的诊断支持（图4）。

图4 Dragonfly平台的效果检验

4. 云端数据管理： 为了进一步提高数据的可追溯性和远程管理能力，Dragonfly平台还配备了云端数据管理功能。通过配套的手机应用程序，用户可以实时上传检测结果并进行存储，便于进一步分析和全球疫情监控。这一功能使得平台不仅适用于单一的诊断任务，还能够为全球健康管理提供重要的支持。

效果及展望：

Dragonfly平台经过临床验证，已成功应用于多种病毒的检测，包括猴痘、带状疱疹、单纯疱疹等皮肤病原。平台的表现符合高标准的分子诊断要求，能够准确区分不同的病毒类型，帮助医生做出更为精准的诊断。实验结果表明，Dragonfly平台的诊断灵敏度和特异性分别为96.1%和100%，这一性能使其在诊断猴痘等疾病时具有很高的可靠性。

未来展望：

未来，Dragonfly平台有望扩展至更多病毒和细菌的检测，包括但不限于流感病毒、冠状病毒等新兴传染病。这将进一步增强其在全球健康管理中的作用，尤其是在突发公共卫生事件中，可以快速响应。除了单一病毒的检测外，Dragonfly平台还具备了多病原检测的潜力，未来可能支持同时检测多种皮肤病原，进一步提升检测效率。这对于类似猴痘暴发的突发疫情尤为重要，可以实现快速筛查和精准控制。随着平台技术的进一步优化，Dragonfly有望在各种环境条件下稳定工作。它的设计已经能够适应高温、潮湿等恶劣环境，未来还可以扩展到更多极端条件下使用，如野外、灾区等偏远地区。此外，Dragonfly平台还将进一步降低成本，使其能够在更广泛的地区普及。由于平台的设备要求低，且其检测试剂成本低廉，因此能够帮助更多发展中国家和偏远地区的医院和诊所提供高效的分子诊断服务。Dragonfly平台的出现为全球公共卫生提供了一个重要的工具，尤其在应对突发疫情和远程地区的诊断挑战时，展现了巨大的潜力。随着技术的不断发展和优化，Dragonfly有望在全球范围内广泛应用，帮助各国快速应对病毒疫情，为全球健康安全提供坚实保障。

Doi: 10.1038/s41467-025-57647-3