除了懷孕和COVID-19之外，有朝一日世界可能很快就會依賴許多疾病的家庭測試，這部分要歸功於由人工智能推動的改進。佛羅里達大學（UF）的科學家們已經使用人工智能工具簡化了一種對丙型肝炎和SARS-CoV-2（導致COVID-19的病毒）都有效的測試。

簡化的測試在一個小試管中進行，只需幾分鐘。隨著進一步的完善，它可能很快就會出現在醫生的辦公室裡，甚至有一天會出現像驗孕一樣簡單的家庭測試。

領導最新研究的UF化學工程教授Piyush Jain說：”我們正試圖建立一種基於家庭的測試方法，與基於實驗室的測試一樣可靠。我們正試圖使測試變得簡單，消除對昂貴設備的需求，並在短短10到20分鐘內提供結果。”

為了實現這些目標，Jain的小組正在對一個被稱為一管式反應的系統進行創新，因為整個測試發生在一個小試管中。這些測試基於一種被稱為RT-LAMP的技術，可以擴增病毒基因組的一小部分，並在檢測到病毒時產生一個可見的信號。閱讀這些測試可以像尋找藍色一樣簡單，或者使用一個檢測試管中變化的小裝置。

美國食品和藥物管理局已經批准了一些針對COVID-19的家庭一管式測試，作為緊急使用授權的一部分，但它們的假陽性率相對較高，這意味著它們並不像它們可能的那樣可靠。

“我們正在結合另一項名為CRISPR的技術來確定假陽性和真陽性之間的區別，”Jain說。

CRISPR在生物技術領域因其推動快速基因工程改進的能力而聞名，它有可能在某一天通過修復基因組治愈遺傳性疾病。Jain的小組依靠CRISPR系統對特定基因序列的定位能力。只有當諸如肝炎病毒的序列真的存在時，測試才會顯示出陽性結果。

唯一的問題是什麼？RT-LAMP技術需要150華氏度的溫度，而CRISPR在100華氏度時效果最好。這種差異使得測試變得更加複雜，需要兩個獨立的反應–對於家庭使用來說太複雜了。Jain的團隊一直試圖通過開發一種能夠承受更高溫度的CRISPR系統來彌補這一差距。

研究人員最近從一種嗜熱的細菌物種中發現了一種能在140度下生長的CRISPR酶。在他們的最新工作中，Jain的小組求助於人工智能工具來分析這種酶，並發現他們如何能讓它在150度下生存。人工智能程序建議對該酶進行幾十種改變，賈恩的研究小組在實驗室裡對這些改變進行了測試。他們最終找到了對該酶的四種改變方法，使其在150度下工作。

“對任何人類來說，對一種酶做這種分析是非常具有挑戰性的。我們不必花幾年時間，我們可以在幾個月內做出這些改進，”Jain說。”由於所有的東西都在同一溫度下工作，現在我們能夠將所有的東西結合在一個真正的單鍋反應中，我們稱之為SPLENDID。”

該團隊在丙型肝炎或COVID-19患者的臨床樣本上驗證了他們簡化的SPLENDID測試。該測試對SARS-CoV-2的準確率為97%，對全球最流行的丙型肝炎病毒版本的準確率為95%。Jain說，儘管它對所有其他不太主要的丙型肝炎病毒版本沒有很好的效果，但對該測試的直接修改應能迅速提高其準確性。他的團隊於5月8日在《細胞報告醫學》雜誌上發表了他們的發現。

這項工作由美國國立衛生研究院的國家過敏和傳染病研究所資助，希望能開發出像丙型肝炎這樣的病毒的簡單測試，以便能在治療效果最好的時候及早發現和治療。Jain的研究小組現在將努力完善該測試，提高其區分丙型肝炎病毒株的能力，並在醫院環境中進行驗證，希望有一天也能提供家庭測試。