5分鐘內檢測新冠病毒2020諾獎得主研發新技術

一種基于CRISPR的診斷方法可以縮短新冠病毒的檢測時間。圖片來源：INA FASSBENDER/AFP VIA GETTY IMAGES

　　2020年諾貝爾化學獎得主、美國加州大學伯克利分校教授Jennifer Doudna領導的研究小組利用CRISPR基因編輯技術，提出了一種只需5分鐘就能檢測出新冠病毒的方法。該測試方法不需要昂貴的實驗室設備來運行，可以在醫生的辦公室、學校和辦公樓中使用。相關成果發表于預印本平臺medRxiv。

　　美國加州大學圣巴巴拉分校分子生物學家Max Wilson說，這看起來是一個絕對可靠的測試。

　　CRISPR診斷是研究人員試圖加速新冠病毒檢測的一種方法。今年5月，兩個研究小組報告了一種基于CRISPR的新冠病毒檢測方法，這種方法可以在大約1小時內檢測出病毒，比傳統新冠病毒檢測方法所需的24小時快得多。而此次新提出的檢測方法是目前基于CRISPR最快的診斷方法

　　CRISPR檢測的工作原理是識別一個約有20個堿基的RNA序列，這是新冠病毒特有的堿基序列。他們通過創造一種與目標RNA序列互補的“向導”RNA，從而在溶液中與目標RNA序列結合。當“向導”RNA與目標RNA結合時，CRISPR工具的Cas13“剪刀”酶就會啟動，并切斷附近的單鏈RNA。剪切會釋放單獨的熒光粒子進入測試溶液中，當用激光照射樣本時，釋放出的熒光粒子就會發光，表明病毒存在。

　　然而，最初的CRISPR檢測方法要求研究人員首先要擴增病毒RNA，然后再進行檢測診斷，以增加他們發現信號的幾率。這無疑增加了檢測的復雜性、成本和時間。

　　Doudna團隊報告的新型CRISPR診斷方法不需要擴增新冠病毒RNA，該團隊花了幾個月的時間測試了數百種“向導”RNA，以找到多個可協同工作以提高檢測靈敏度的“向導”RNA。

　　研究人員報告稱，使用單一的“向導”RNA，可以在每微升溶液中檢測到100,000個病毒。如果他們添加第二種“向導”RNA，他們每微升只能檢測100個病毒。

　　共同領導該項研究的美國加州大學舊金山分校病毒學家Melanie Ott說，該方法仍然不如傳統的新冠病毒診斷裝置好，后者使用昂貴的實驗室機器追蹤病毒，可實現每微升追蹤一種病毒。然而，她說，新診斷方法能夠精確地識別一批5個陽性臨床樣本，每次試驗只需5分鐘，而標準試驗則需要1天或更長時間才能得到結果。

　　Wilson表示，新檢測方法還有另一個關鍵優勢：可以量化樣本中的病毒數量。當傳統標準的新冠病毒測試通過擴增遺傳物質來達到檢測目的時，會改變現有的遺傳物質數量，從而消除了明確樣本中病毒數量的任何機會。

　　與此相反，新檢測方法檢測到的熒光信號強度與樣本中的病毒數量成正比。這不僅揭示了樣本是否呈陽性，還揭示了患者攜帶了多少病毒。Wilson說，這些信息可以幫助醫生根據每個病人的情況制定治療方案。

　　Doudna和Ott表示，他們正在努力驗證相關測試設置，并研究如何將其商業化。

　　相關論文信息：https://doi.org/10.1101/2020.09.28.20201947