全球范围内，新冠疫情仍然严峻，确诊病例数量持续攀升。快速切断病毒的人际传播是控制疫情的关键，这依赖于精准快速的病毒分析技术。但对于当前常用的qRT-PCR检测方法，由于需要将样本运送到实验室，因此筛查和诊断新冠疑似病例通常需要24小时以上。除此之外，尽管血清学检测方法颇为方便快捷，但在诊断急性SARS-CoV-2感染方面受到限制，灵敏度和特异性仍有待提高。因此，开发一种更为快速便捷、易于获取且有效的新冠病毒检测方法，已成为迫在眉睫工作。
为了克服以上问题，来自加州大学旧金山分校及Mammoth Biosciences公司的研究人员日前成功开发了一种基于CRISPR-Cas12分析技术的新冠病毒快速分子检测方法。据悉，该方法可以在30~45分钟内获得检测结果，阳性预测率达95％，阴性预测率达100％，检测表现与基于RT-PCR的核酸检测不相上下。研究人员表示，该方法为美国CDC等机构开展的新冠病毒qRT-PCR检测方法提供了直观、快速的替代方案，并有助于在临床诊断实验室之外（例如机场、急诊室等其他地点）进行即时的新冠病毒检测。
相关研究成果近日在线发表于Nature Biotechnology期刊，论文题为“CRISPR-Cas12-based detection of SARS-CoV-2”。加州大学旧金山分校Charles Chiu教授及Mammoth Biosciences公司首席技术官Janice Chen为该论文共同通讯作者。
图：文章发表于Nature Biotechnology期刊
在文章中，研究人员详细介绍了他们的工作。具体而言，研究人员开发了一种快速、易于实施且准确的基于CRISPR-Cas12的检测方法，名为“DETECTR”。该方法使用环介导扩增（RT-LAMP）技术，能够对从鼻咽或口咽拭子中提取的RNA进行同时逆转录和等温扩增，然后对预定义的冠状病毒序列进行Cas12检测，之后切割报告分子以确认检测到的病毒。使用者可以像做家用验孕测试一样，在可视化读出条上读取结果。
图：SARS-CoV-2 DETECTR检测流程示意图
研究人员首先设计了针对病毒E和N基因的引物，并设计了Cas12 指导RNA来检测E基因中的三种SARS样冠状病毒，并仅检测N基因中的SARS-CoV-2。他们使用合成溶于无核酸酶水的体外转录SARS-CoV-2 RNA基因靶标，证明基于CRISPR-Cas12的检测可以利用N基因gRNA对相关冠状病毒株区分无交叉反应的SARS-CoV-2，以及使用E基因gRNA的预期交叉反应。然后，他们优化了以E基因、N基因和人源RNase P基因为对照的分析条件。“如果在E和N基因都检测到，则认为SARS-CoV-2 DETECTR检测结果为阳性；如果存在E或N基因，则检测结果为假定阳性。”作者在文中介绍，“这种结果解读与当前美国FDA EUA指南以及最近在EUA下批准的即时医疗诊断是一致的。”
最后，研究人员使用参照样品和临床样品（包括36例COVID-19患者和42例其他病毒性呼吸道感染患者）进行了验证，结果表明该方法检测SARS-CoV-2病毒的阳性预测率达95％，阴性预测率达100％。
图：运行检测所需设备
研究人员指出，与大多数基于PCR的检测方法（包括美国CDC的RT-PCR检测）相比，这种检测方法提供了一种更为快速的替代方案，并提供一个可视化的读取结果。值得关注的是，该检测方法基于Mammoth Biosciences公司开发的疾病检测技术平台，通过侧向层析检测试纸提供结果，类似于在家庭使用的妊娠检测。研究人员补充说，操作人员仅需使用便携式加热器和现成的试剂以及一次性侧向层析检测试纸，就能进行SARS-CoV-2 DETECTR检测。
论文通讯作者Charles Chiu在一份声明中表示：“ CRISPR技术的引入和可用性将加速部署下一代COVID-19感染诊断检测产品。”目前，该检测尚未获得美国FDA批准，但UCSF研究人员正在对其进行临床验证，以获得FDA的紧急使用授权（EUA）。
本文由 SEQ.CN 作者：戴胜 发表，转载请注明来源！
