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[讨论] 从个人角度看待LAMP技术的前景

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发表于 2014-6-25 23:08 | 显示全部楼层 |阅读模式

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      以下内容是基于我个人的现有知识储备和纯粹的个人眼光,由于本人水平确实有限,目光短浅的可能性很大,还是希望站的高看得远的人斧正!-兰州安康伯乐生物技术有限公司黄超杰



一、从个人角度和现有状况探讨LAMP技术的优缺点

2000年日本学者Notomi在Nucleic Acids Res杂志上公开了一种新的基因诊断技术,即LAMP (Loop-mediated isothermal amplification),中文名为“环介导等温扩增反应”,受到了世卫组织WHO、各国学者和相关政府部门的关注,短短几年,该技术已成功地应用于SARS、禽流感、HIV等疾病的检测中。

我认为一些科研文章和相关公司一直在夸张的宣传LAMP技术的优点,比如在宣传的口号上一直强调该技术对设备要求低,具有高灵敏性、高特异性和操作简单等优点,尤其是在宣传对设备要求低的优点上,简直到了无所不用其极的地步!为什么这样说呢,举一个例子,几乎所有的宣传都在强调只需一个水浴锅,甚至家用的保温杯即可完成扩增过程!给人的感觉就是这个技术真的不依赖于昂贵的设备,但是,这根本经不起推敲,如果我们仔细的分析一下后,你会发现这是一个多么可笑的宣传呀!
    如果你看到上面宣传的优点,一定会感觉LAMP技术的确是一个高精尖的诊断技术,甚至是一个颠覆传统PCR的技术,我认为其实不然。我从LAMP技术应用角度或者说产品研发的角度出发的简单的分析一下该技术的优缺点。

我认为公司研发产品时选用技术平台非常关键!因为没有十全十美的技术,每一个技术都有优点和缺点,我们要根据研发产品的特性选择适合的技术平台,不能一概否定一个技术,也不能全面肯定一个技术,也就是说我们必须全面的分析一个技术的在研发产品上的利和弊,全面的评估该技术的产品的优势和劣势,以及是否有足够的实力打开一个市场,赢得应有的利润空间后再决定是否必要采用该平台。

我认为LAMP技术具有以下相对优势:

1、 相对于常规PCR具有灵敏度高、特异性好的优势。理论达到1拷贝,与实时荧光定量PCR理论值一致;同时LAMP技术是针对于靶基因的6个特异性片段设计的引物,严格意义上特异性更高;

2、  操作简单。相对于常规PCR而言,缺少了电泳环节,操作相对简单,但是该特点相对于实时荧光定量PCR不具备;

3、  检测周期短。相对于常规PCR而言,仅需40-60分钟,但是相对于Taqman探针法没有优势。

你没有看错,我认为就这三点,当然,如果日本荣研公司所配套的浊度仪设备把价格降到普通PCR仪的价位区间的话,可能真的另当就另当别论。

毕竟荣研公司目前设备的价格在50万以上,我们很难指望他做出这么大的降价,因为价格是由市场需求和规模化生产决定的,你也不能要求荣研公司赔本生意,所以很难去说不依赖昂贵设备。

我认为目前该技术存在以下缺点和劣势:

1、引物设计困难。相对于常规PCR、SYBR Green法和Taqman探针法等实时荧光定量-PCR而言,引物的设计更加苛刻,对于核酸扩增技术而言,引物的好坏直接决定了产品的好坏,引物设计困难,就会导致产品研发过程的研发成本包括资金、时间、劳动力等大幅度增加,有人告诉我说不是有专门的设计软件和网站吗,只要把序列输进去,能给出上千个可用的引物,我只能说一句,呵呵!

2、 结果容易造成假阳性。由于该方法灵敏度高,一条模板的污染就能引起假阳性,因此LAMP的实验操作只能比常规PCR有更标准或更严格要求,不然用户一旦因为实验条件不足或操作不当造成污染,我相信客户唯一能做的就是改换试剂盒,而不是更换实验室;

3、 不能添加内标和引入UNG酶等抗污染体系困难。一个反应只能检测一个靶目标,无法通过添加内标实现对假阴性的监控,也很难同时引入UNG酶抗污染体系体系,对于目前市场上主流产品都具备的性能,LAMP技术在先天上已经存在很大的劣势!我不否认以后技术的进步会弥补这些缺陷,但是目前的情况而言并不乐观;

4、 无法进行高通量。LAMP技术一个反应只能检测一个靶目标,因此该技术最大的缺陷就是无法进行高通量,如果一份样本要同时检测十余个项目的话,就需要将模板分成十余份,同时进行十余次的操作,对于客户而言,第一是大大的增加了工作量,第二,大大的增加了检测成本,我认为这是该技术最致命的缺陷!

5、 实验结果判定困难。目前如果结果通过肉眼观察白色浑浊或绿色荧光的生成来判断的话,并不符合该产品高灵敏度的定位,如果一个产品的判定结果不能量化,对于一个产品来说是一个很大的缺陷,最直接的问题是弱阳性如何判断?如果LAMP技术想做到像胶体金技术一样定位,也需要有胶体金一样方便携带和存储的优势,但是LAMP技术没有该优点!同时胶体金是在固相载体上进行显色,肉眼很容易区分,而LAMP却是液相,同时是依靠浑浊度或荧光亮度,这是一个很玄乎的东西!同时还是白色浑浊,阴性和阳性的界限真的很难区分,再有采用荧光强弱进行判断时,这个问题同样存在,肉眼在这时显得相当无力。如果将LAMP开发成一个恒温实时荧光定量技术的话,那它相对于Taqman探针法或SYBR Green染料法而言的优势又在哪儿呢?

6、设备昂贵。我咨询过开发LAMP技术的日本荣研公司,第一,采用该技术研发产品在产品上市前需要向该公司申请专利授权并交纳一定的专利授权费,第二,如果采用该公司研发的LAMP浊度仪的话,该设备费用59万,远高于市面上其他技术平台的价格,因此该技术的设备昂贵,而不是对设备要求低!这是一个很大误区,甚至可以说是一个骗局!对于开发这类产品的研发部门,不要指望采用保温壶或水浴锅就可以研发出很精密的试剂盒出来,不可能指望客户采用保温壶或水浴锅做诊断和检测实验,因为他们的实验结果是要对他们的客户负责的,况且LAMP的实验结果的判断目前是一个很大问题。

7、 成本较高。8000U的Bst酶(1000次左右),国内品牌华峰的报价基本上是1800元,国际品牌NEB的报价基本在2700元,同时具有该酶生产的公司数量较少,价格幅度不大,不计算其他试剂成本,这一项的费用已经远远高于Taq酶的成本(500U,1000次,200-500元),同时由于不具备高通量的特点,导致该产品最终的成本远远高于市面上其他技术产品,在客户的选择上,我觉得除非这个客户具有猎奇心理,不然他没有任何理由选择这个平台;

8、 平台不完善。目前该技术并没有得到大规模的推广,拥有该技术检测设备的客户不多,同时懂得这个技术的人员更少,根据我刚才的分析,如果要铁定采用该技术平台,实验室的严谨程度要高于realtime-PCR等技术平台,相对于其他技术而言,推广难度更大!

9、 该技术不具备基层推广的特点。第一,Bst酶是具有生物活性的酶,存放条件必须是在-20℃以下,运输也需要低温环境,相对于常规PCR和实时荧光定量PCR没有优势,相对于免疫学方法更是处于劣势;第二,该技术产品的结果判断如果要量化的话,设备昂贵,恰恰成了缺点,阻止该技术的基层推广;第三,该技术具有高灵敏性,这是一把双刃剑,操作不当就会假阳性,因此对于操作人员反而要求更高,对硬件设施要求也更高,因此我不认为该技术适合于基层推广。

10、相对于实时荧光定量PCR技术而言该技术并不存在颠覆性优势,该技术仅仅打着恒温的旗号,在灵敏度、特异性、操作步骤、设备等几乎不占一点优势、反而在研发成本、产品成熟度、平台完善度、以及推广难度上处于绝对的劣势!

11、不要忘了该技术是一个日本人发明的,才14年,还在专利保护期内,用于科研没有太大问题,甚至能发上一篇不错的文章,因为专利只保护商业行为,但是如果你要用于开发产品,那就不好意思,日本人是要收取你高昂的专利授权费的!相对于已经专利失效的PCR技术,你说你会怎么做。

12、研发产品的目的是赚取利润,你觉得该技术的产品相对于其他技术平台的产品有什么更高利润的优势吗?没有的话,就是缺点。

   以上是我对LAMP技术的看法,我通过下表进行常见技术平台优劣的对比总结。

LAMP
常规PCR
SYBR Green
Taqman探针
胶体金、Elisa
灵敏度
很高
特异性
很高
高通量
有(多重)
有(多重)
技术难度
中高
中高
操作难度
一般
复杂
一般
一般
简便
成本
昂贵
低廉
中等
中等
很低廉
检测平台
极低
研发平台
技术成熟度
包括假阳性、假阴性、高通量等
更高
客户认可度
极低
中高
很高
很高

二、适合LAMP技术的领域
       一个技术也要经历诞生、成长、成熟等各个阶段,对于诞生14年的LAMP技术而言,目前它还不成熟,应该说它处于成长期,这个时候我觉得对于一个公司而言,更应该谨慎对待这一技术。由于该技术先天缺乏高通量的特征,注定不能应用于基因分型、多种致病菌引起的疾病等领域,如果考虑单因子疾病或单致病菌引起的疾病的话,LAMP技术还是挺适合的,因为它的灵敏度更高,特异性会更好,相对于其他技术确实存在优势,比如HIV、HBV、禽流感、肺结核等,但是对于像HPV分型、细菌性阴道炎、肠道病毒诊断等恰恰是弱项,需要谨慎采用。

     我并不认为LAMP技术一无是处,我只是认为该技术还不成熟。我相信随着技术的发展,科学家们在该技术上进一步创新或结合其他判定手段一定能使该技术平台趋向成熟,发挥更大作用。




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发表于 2014-6-27 16:05 | 显示全部楼层
版主这篇文章写的真心是好啊!完全同意!
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发表于 2014-6-27 16:19 | 显示全部楼层
楼主有一套。学习了。
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发表于 2014-6-27 16:42 | 显示全部楼层
楼主有一套。学习了
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发表于 2014-6-27 16:45 | 显示全部楼层
这个技术接触的不多,但觉得楼主很厉害!
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发表于 2014-6-27 17:14 | 显示全部楼层
这方面研究不多,不过楼主研究很透彻,也能基本看懂!
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发表于 2014-6-30 14:47 | 显示全部楼层
感谢版主对LAMP技术的厚爱。众所周知,LAMP技术将PCR带入等温时代是分子诊断发展的重要里程碑。当然,新技术就如同成长的少年,需要更多人的呵护与厚爱。技术本身没有对与错,发展如何全靠对技术的理解与掌握,君不见希森美康、积水医疗、东芝、SONY、美国3M、Meridian、意大利索灵、英国皇家兽医等世界知名企业均已从荣研获得LAMP法专利授权,并推出相应产品销售,其中系森美康利用LAMP技术开发的OSNA法检测乳腺癌的系统是目前世界上最快的检测乳腺癌的系统,赢得了市场及声誉。我们认为,技术为人所用,真正有头脑有见地的人会去萃取精华,让一个平台发挥发挥极致。LAMP技术的发展,以方便快捷为前提、以提高用户体验度为理念、以市场为导向,请拭目以待一个真正的LAMP。(注:LAMP为荣研公司注册商标,如无授权请谨慎使用!)
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 楼主| 发表于 2014-7-2 08:21 | 显示全部楼层
lidonlee 发表于 2014-6-30 14:47
感谢版主对LAMP技术的厚爱。众所周知,LAMP技术将PCR带入等温时代是分子诊断发展的重要里程碑。当然,新技 ...

你说的很对,我上面的观点主要是针对我们公司的情况进行阐述的,对于LAMP技术的运用,我个人也是一个生手,我也相信LAMP技术平台上一定可以做很多事情,我个人也成想过能不能将LAMP技术与胶体金等技术相结合来进一步优化性能,但对于我们这样的小公司,研发实力很弱,因此还需更谨慎,希望有机会更跟真正的大师级人物学习,更好地研发产品
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发表于 2015-7-28 22:45 | 显示全部楼层
很棒 很有深度
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发表于 2015-8-5 15:51 | 显示全部楼层
3、 不能添加内标和引入UNG酶等抗污染体系困难。一个反应只能检测一个靶目标,无法通过添加内标实现对假阴性的监控,也很难同时引入UNG酶抗污染体系体系,对于目前市场上主流产品都具备的性能,LAMP技术在先天上已经存在很大的劣势!我不否认以后技术的进步会弥补这些缺陷,但是目前的情况而言并不乐观;

楼主有点不明白为什么不能引进UNG酶呢?
   是因为BST不识别UTP吗还是其它原因,我知道NEB开发出BST2.0的就可以识别UTP的啊。
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发表于 2015-8-5 16:05 | 显示全部楼层
第9点我的看法刚好和你相反,我觉得LAMP更有基层开展的可能性,查查LAMP系统的试剂盒,基本上都是基层的,至于Bst酶是具有生物活性的酶,存放条件必须是在-20℃以下,这个觉得是错误的认识,你查看下Taq的改造过程就知道了,最开始也必须是-20度保存的,现在不是开发出很多的系列吗?如酸杠处理后就可以室温运输,我觉得LAMP的还有个好处就是可以直接从血液尿液里直接做LAMP,但需要对酶进行改造。还有最好可以RT-LAMP用一个酶,这样系统更稳定,至于污染,我觉得完全可以用UNG酶,但需要用冷UNG酶,因为正常的UNG酶在65度活性还是很多的,冷UNG酶在60度就失活了。
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发表于 2015-8-5 16:13 | 显示全部楼层
LAMP技术与胶体金等技术相结合是必然的趋势,也是将来快检的好的发展方向,但我不完全支持LAMP,还有很多恒温技术,如RCA用于将来的肿瘤诊断也是很好的发展路线。
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发表于 2018-10-24 22:52 | 显示全部楼层
学习了,希望多点这些文章
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发表于 2018-11-6 14:39 | 显示全部楼层
辛苦了,总结得很好
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发表于 2021-5-7 15:18 | 显示全部楼层
已经过了专利保护期了,现在看来还是那么鸡肋。
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