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用灵敏的NA检测辅助诊断病原体

由国际医疗资讯本刊作者
发布在04 May 2017
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图片:采用CRISPR-Cas的特异高灵敏酶报告基因UnLOCKing (SHERLOCK)系统发出荧光信号(图片蒙博德研究所惠赐)。
图片:采用CRISPR-Cas的特异高灵敏酶报告基因UnLOCKing (SHERLOCK)系统发出荧光信号(图片蒙博德研究所惠赐)。
 快速、便宜且灵敏的核酸检测也许能辅助床旁检测病原体、基因分型和疾病监护,可用于诊断寨卡病毒和登革病毒等感染,灵敏度高。

这项进步也有助于便利许多其它病原体的快速检测与诊断。虽然存在一些检测基因序列的方法,但是它们不得不在灵敏度、特异性、简易性、成本和速度几者间做出取舍。

一大群科学家与美国马萨诸塞州剑桥市博德研究所的科学家合作,寻找更有效的病原体诊断方法,他们借助成簇等间隔短回文重复序列(CRISPR)相关蛋白(CRISPR-Cas)系统,靶向核糖核酸(RNA)。与目标RNA的结合促使这种特殊的Cas酶杂乱地切割附近的RNA。他们通过加入一个报告RNA来利用这一特性,报告RNA被切开时发出荧光信号,并利用重组酶扩增技术进一步提高灵敏度。

科研小组结合了Cas13a的附带效应与恒温扩增,确立了基于CRISPR的诊断(CRISPR-Dx),以原子摩尔的灵敏度与单碱基误配的特异性快速检测DNA或RNA。他们用这套基于Cas13a的SHERLOCK(特异高灵敏酶报告基因UnLOCKing)分子检测平台检测寨卡病毒和登革病毒的特定菌株,鉴别病原菌,对人类DNA进行基因分型,并鉴定无细胞肿瘤DNA突变。

SHERLOCK平台能检测到血清、尿液和唾液中极低浓度的寨卡病毒,也可用于测量病毒载量。研究人员发现该技术可有效识别多种菌株,甚至能区分产生不同耐药突变的细菌性肺炎菌株。最后,研究人员证明SHERLOCK可用于检测不同的癌症突变。

该研究的论文发表于2017年4月13日的《科学》杂志。作者们注意到该系统的高灵敏度为快速、稳定、灵敏地检测生物分子开辟了新道路,他们说,还可以重新设计SHERLOCK检验,在几天内合成,使每次检验的成本只有0.61美元。SHERLOCK反应试剂可被冻干,以便独自经受冷链运输并长期储藏,而且很容易在纸上重组,以便在现场应用。

博德研究所



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