美國(guó)時(shí)間 4 月 16 日，加利福尼亞大學(xué)舊金山分校的研究人員和 Mammoth Biosciences 的科學(xué)家在 Nature Biotechnology 發(fā)表論文《CRISPR–Cas12-based detection of SARS-CoV-2》，文中報(bào)告了一種基于 CRISPR–Cas12 的側(cè)向流動(dòng)檢測(cè)技術(shù)，可從鼻咽拭子 RNA 提取物中檢測(cè) SARS-CoV-2。“快速（<40 分鐘）、易于實(shí)現(xiàn)、準(zhǔn)確”論文中這樣評(píng)價(jià)到。
（來(lái)源：Nature Biotechnology）
論文介紹，該方法為美國(guó)疾病控制和預(yù)防中心對(duì) SARS-CoV-2 實(shí)時(shí) RT-PCR 測(cè)定提供了直觀、快速的替代方法，陽(yáng)性預(yù)測(cè)率達(dá) 95％，陰性預(yù)測(cè)率達(dá) 100％。同時(shí)，該技術(shù)不需要專(zhuān)門(mén)的設(shè)備，可以幫助緩解美國(guó)的檢測(cè)積壓?jiǎn)栴}。
生輝（SciPhi）發(fā)現(xiàn)，CRISPR 領(lǐng)域的科學(xué)家 Jennifer Doudna 是 Mammoth Biosciences 的顧問(wèn)委員會(huì)成員。Jennifer Doudna 是加州大學(xué)伯克利分校的化學(xué)和分子生物學(xué)與細(xì)胞生物學(xué)教授，因發(fā)現(xiàn)名為 CRISPR 的基因編輯技術(shù)中的作用而舉世聞名。
圖丨 Jennifer Doudna（來(lái)源：Wikipedia）
是她首次揭露了核酶的基本結(jié)構(gòu)和功能，這項(xiàng)工作為她后來(lái)幫助開(kāi)創(chuàng) CRISPR-Cas 9 打下了基礎(chǔ)。其研發(fā)的 CRISPR-Cas 9 是現(xiàn)階段成本最低的編輯基因工具。除了對(duì) CRISPR 的科學(xué)貢獻(xiàn)外，Jennifer Doudna 還帶頭公開(kāi)辯論用 CRISPR-Cas9 編輯人類(lèi)胚胎的倫理意義。
目前，美國(guó)食品和藥物管理局（FDA）尚未批準(zhǔn)這項(xiàng)試驗(yàn)，但正在進(jìn)行臨床評(píng)估，以快速獲得批準(zhǔn)。
新冠疫情在美國(guó)的爆發(fā)讓病毒檢測(cè)試劑盒需求量增大，美國(guó)當(dāng)?shù)貙?shí)驗(yàn)室已經(jīng)開(kāi)發(fā)出基于定量 RT-PCR（qRT-PCR）檢測(cè)方法的試劑盒，可在 4-6 小時(shí)內(nèi)完成病毒檢測(cè)，該技術(shù)已獲美國(guó)疾病控制與預(yù)防中心 (CDC) 特批緊急使用授權(quán)（EUA）。
但由于需要將樣本隔夜運(yùn)往參考實(shí)驗(yàn)室，因此用于篩查和診斷可疑 SARS-CoV-2 的患者的周轉(zhuǎn)時(shí)間已超過(guò) 24 小時(shí)。盡管檢測(cè)時(shí)間較快，所需設(shè)備也相對(duì)簡(jiǎn)單，但效用僅限于診斷急性 SARS-CoV-2 感染，適用范圍較窄。
研究團(tuán)隊(duì)從鼻咽或口咽拭子中提取 RNA，體外擴(kuò)增后用 Cas12 檢測(cè)預(yù)定義的冠狀病毒序列，以此實(shí)現(xiàn)對(duì) SARS-CoV-2 的檢測(cè)。
圖丨檢測(cè)原理（來(lái)源：上述論文）
“這一過(guò)程在約 40 分鐘內(nèi)即可完成對(duì)病毒的檢測(cè)和確認(rèn)，克服了速度慢的問(wèn)題，這對(duì)美國(guó)來(lái)說(shuō)至關(guān)重要?！?/strong>
值得注意的是，該項(xiàng)新試驗(yàn)是第一批使用 CRISPR 基因靶向技術(shù)檢測(cè)新冠病毒的試驗(yàn)之一，可以對(duì) CRISPR 進(jìn)行修飾以使其靶向任何基因序列?！斑@一特點(diǎn)將加速下一代新冠病毒檢測(cè)手段的部署。”該研究共同通訊作者、首席開(kāi)發(fā)人員、UCFS 檢驗(yàn)醫(yī)學(xué)教授 Charles Chiu 說(shuō)到。
CRISPR/Cas 系統(tǒng)作為一種新興的基因定點(diǎn)編輯技術(shù)正在逐漸成熟，并已在多個(gè)動(dòng)植物物種中成功得到應(yīng)用，它廣泛存在于細(xì)菌及古生菌中, 是機(jī)體長(zhǎng)期進(jìn)化形成的 RNA 指導(dǎo)的降解入侵病毒或噬菌體 DNA 的適應(yīng)性免疫系統(tǒng)。它的出現(xiàn)為基因工程提供了一個(gè)強(qiáng)有力的應(yīng)用新工具, 在基因功能解析、人類(lèi)疾病靶向治療等應(yīng)用中有巨大的潛力和廣闊的前景; 研究表明，CRISPR/Cas 系統(tǒng)有望加速重要農(nóng)作物水稻、小麥性狀改良與分子定向育種。更令人鼓舞的是, 其操作簡(jiǎn)單、實(shí)驗(yàn)周期短、節(jié)約成本, 有利于在普通實(shí)驗(yàn)室推廣這一技術(shù)。
早在 2 月 14 日，麻省理工學(xué)院和哈佛大學(xué)博德研究所（the Broad Institute）的核心成員張鋒，Omar Abudayyeh 和 Jonathan Gootenberg 就已經(jīng)使用基于 CRISPR 的 SHERLOCK 系統(tǒng)，開(kāi)發(fā)了適用于純化的 RNA 的研究方案，這可能有助于開(kāi)發(fā)基于 CRISPR 的診斷方法來(lái)臨床檢測(cè) COVID-19。
4 月 6 日，張鋒團(tuán)隊(duì)純化的利用 SHERLOCK 系統(tǒng)純化 RNA 的方案已經(jīng)成功，純化過(guò)程可以在 5 分鐘內(nèi)完成。
圖丨 SHERLOCK 系統(tǒng)檢測(cè)結(jié)果量化（來(lái)源：SHERLOCK 用于 COVID-19 的研究協(xié)議）
4 月 8 日，在上述基礎(chǔ)上，張鋒團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了名為 LAMP-Seq 的診斷方法，該方法有可能顯著擴(kuò)大 COVID-19 測(cè)試的規(guī)模，預(yù)計(jì)每天可分析數(shù)百萬(wàn)個(gè)樣品。
雖然這些技術(shù)和研究方案尚未經(jīng)臨床診斷測(cè)試認(rèn)可。但是已經(jīng)證明 CRISPR 技術(shù)的成熟利用或?qū)?duì)新冠病毒檢測(cè)帶來(lái)新的可能性。
參考：
https://www.nature.com/articles/s41587-020-0513-4
https://www.broadinstitute.org/files/publications/special/COVID-19%20detection%20(updated).pdf；
https://www.broadinstitute.org/files/publications/special/COVID-19%20detection%20(updated).pdf
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