CRISPR史詩級革新 病毒和腫瘤將無所遁形

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近年來,CRISPR 基因編輯已經成為生醫界耳熟能詳的技術,也帶起基因治療癌症或遺傳性疾病研究及應用的熱潮。然而,近日二篇刊登於《科學》(Science)期刊的研究指出,CRISPR 可望成為一個診斷工具。

第一篇研究為布洛德研究所(Broad Institute)的張峰(Feng Zhang)博士及其團隊發表,他們改進了去年研發的 SHERLOCK系統。SHERLOCK 能檢測 DNA 和 RNA 的特定位點,以確定血液樣本中是否存在茲卡病毒(Zika virus)或登革熱(dengue)病毒以及辨識腫瘤 DNA 中的突變和發現有害細菌的存在。該研究團隊推出 SHERLOCKv2,該系統使用幾種 CRISPR 酶,包括 Cas13、Cas12a 和 Csm6,並且可以裝載到紙條上,類似於懷孕測試,非常容易使用,可直接用肉眼觀察結果且無需昂貴設備,因此在任何環境中進行快速簡單的檢測。此外,與 SHERLOCK 相比,SHERLOCKv2 的靈敏度能提高 100 倍,而且還可以在同一樣本中檢測到茲卡病毒和登革熱病毒以及特定肺癌 DNA 突變。

Sherlock Animated

圖、SHERLOCKv2 紙片顯示出茲卡病毒和登革熱病毒的存在。

第二篇研究由美國霍華德休斯醫學研究所(Howard Hughes Medical Institute,簡稱 HHMI )Jennifer Doudna 研究員及其團隊發表,他們也創建一個利用 CRISPR 技術來偵測病毒 DNA 的系統(DNA Endonuclease Targeted CRISPR Trans Reporter,簡稱 DETECTR)。DETECTR 主要藉由 Cas12a 切割,而不是 Cas9,並且結合等溫擴增以提高 attomolar 靈敏度和特異性,來檢測人類乳突病毒(human papillomavirus,簡稱 HPV),當 CRISPR 檢測到 HPV 時,Cas12 的 DNA 活性酶切割一個螢光報告子(reporter),釋放螢光信號。DETECTR 檢測出 HPV16 感染的準確率高達 100%(25 檢測出/25樣本),而檢測 HPV18 感染的準確率達 92%(23檢測出/25樣本)。此外,DETECTR 單次成本不到 1 美元,只需一個小時,測試價格低廉且快速。

DETECTR 和 SHERLOCKv2 可望成為病毒感染或癌症的新型診斷方法。但是在進入臨床使用前,仍需要更多研究來確保診斷的準確性。總而言之,這二個團隊所研發的 CRISPR 快速診斷病毒或癌症的便宜設備,有望為全球,特別是發展中國家,開啟新的診斷醫學契機。

延伸閱讀:展望 2018! CRISPR 人體試驗醞釀期

文/Parker Yang

參考資料:
1. http://science.sciencemag.org/content/early/2018/02/14/science.aaq0179
2. http://science.sciencemag.org/content/early/2018/02/14/science.aar6245
3. https://www.broadinstitute.org/news/sherlock-team-advances-its-crispr-based-diagnostic-tool
4. http://news.berkeley.edu/2018/02/15/crispr-scissors-cas12a-enables-cutting-edge-diagnostics/

圖片來源:https://www.broadinstitute.org/news/sherlock-team-advances-its-crispr-based-diagnostic-tool

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