用手机检测新冠病毒核酸?基于CRISPR的核酸检测技术让人大开眼界

来源:智汇工业

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关键词:CRISPR的核酸检测技术

    近年来,CRISPR/Cas技术飞速发展,基于该技术发展的分子检测方法具有快速、灵敏、特异、廉价等特性,已广泛应用于生命科学领域,尤其在病原体检测领域发展迅速。目前用于呼吸道病原体检测的主要有CRISPR/Cas12和CRISPR/Cas13等系统。


    CRISPR/Cas13检测系统,张锋等开发了一种基于CRISPR/Cas13的SHERLOCK技术,为SARS-CoV-2提供了快速准确的诊断方法。通过使用合成的SARS-CoV-2的RNA片段,设计并检测了2个可识别SARS CoV-2特征的sgRNA,激活Cas13酶活性,切割报告分子,产生信号 。该技术最后需要将试纸条浸入反应体系中,通过辨识条带位置的不同来确认是否感染SARS-CoV-2。


    诺贝尔奖获得者Doudna等报道了一种CRISPR/Cas13a和手机直接检测新冠病毒的RNA的方法 ,这是一种简便且便携的检测方法,实现从采样到检测的一体化。该装置通用小型精简的手机摄像头进行荧光测试。此外,因为手机摄像头具有高灵敏度、强连接性以及GPS和数据处理功能,所以这是一种可以应用到资源匮乏地区的实用工具,有助于即时检测 。


    在CRISPR/Cas12检测系统,美国加州大学研究人员开发了一种基于CRISPR/Cas12的快速检测SARS-CoV-2的方法,称为DETECTR (DNA endonuclease targeted CRISPR trans reporter) 的病毒传感器。该方法具有与qRT-PCR相当的准确性,具有无需加热循环、快速、单核苷酸靶标特异性、无需复杂的实验室设备等优势  。 


    此外,复旦大学牵头的研究团队报道了一种基于CRISPR/Cas12的“多相复式非连续生产法”用于检测SARS-CoV-2,俗称“一锅法” (opv CRISPR) ,是将逆转录环介导等温扩增技术 (RT-LAMP) 及Cas12a剪切整合到一个反应体系中完成检测 。在SARS-CoV-2潜在感染的临床样本的检测中,用opv CRISPR方法得到的结果和中国疾病预防控制中心批准的RT-PCR的检测结果达到100%的一致。这种“一锅法”的形式,可以完全避免扩增子的污染,实验操作步骤也被大大简化,具有很好的临床应用前景  。


    虽然基于CRISPR/Cas的检测技术发展迅速,但是仍然存在一些障碍和局限性需要研究解决,首先受到PAM序列特点的影响,sg RNA设计的灵活性有限,设计相对复杂;其次CRISPR/Cas 系统识别目标位点以外的其他位点,产生“脱靶”效应,导致检测结果出现假阳性;因此,除了对现有CRISPR/Cas的诊断技术继续优化外,仍需发现、发展新型的CRISPR/Cas诊断系统,或与其他方法进行整合以提高应用的普适性,从而确保其具有良好的临床适用性。

    (审核编辑: 诺谨)