CRISPR史诗级革新 病毒和肿瘤将无所遁形

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近年来,CRISPR 基因编辑已经成为生医界耳熟能详的技术,也带起基因治疗癌症或遗传性疾病研究及应用的热潮。然而,近日二篇刊登于《科学》(Science)期刊的研究指出,CRISPR 可望成为一个诊断工具。

第一篇研究为布洛德研究所(Broad Institute)的张峰(Feng Zhang)博士及其团队发表,他们改进了去年研发的 SHERLOCK系统。SHERLOCK 能检测 DNA 和 RNA 的特定位点,以确定血液样本中是否存在兹卡病毒(Zika virus)或登革热(dengue)病毒以及辨识肿瘤 DNA 中的突变和发现有害细菌的存在。该研究团队推出 SHERLOCKv2,该系统使用几种 CRISPR 酶,包括 Cas13、Cas12a 和 Csm6,并且可以装载到纸条上,类似于怀孕测试,非常容易使用,可直接用肉眼观察结果且无需昂贵设备,因此在任何环境中进行快速简单的检测。此外,与 SHERLOCK 相比,SHERLOCKv2 的灵敏度能提高 100 倍,而且还可以在同一样本中检测到兹卡病毒和登革热病毒以及特定肺癌 DNA 突变。

Sherlock Animated

图、SHERLOCKv2 纸片显示出兹卡病毒和登革热病毒的存在。

第二篇研究由美国霍华德休斯医学研究所(Howard Hughes Medical Institute,简称 HHMI )Jennifer Doudna 研究员及其团队发表,他们也创建一个利用 CRISPR 技术来侦测病毒 DNA 的系统(DNA Endonuclease Targeted CRISPR Trans Reporter,简称 DETECTR)。DETECTR 主要借由 Cas12a 切割,而不是 Cas9,并且结合等温扩增以提高 attomolar 灵敏度和特异性,来检测人类乳突病毒(human papillomavirus,简称 HPV),当 CRISPR 检测到 HPV 时,Cas12 的 DNA 活性酶切割一个萤光报告子(reporter),释放萤光信号。DETECTR 检测出 HPV16 感染的准确率高达 100%(25 检测出/25样本),而检测 HPV18 感染的准确率达 92%(23检测出/25样本)。此外,DETECTR 单次成本不到 1 美元,只需一个小时,测试价格低廉且快速。

DETECTR 和 SHERLOCKv2 可望成为病毒感染或癌症的新型诊断方法。但是在进入临床使用前,仍需要更多研究来确保诊断的准确性。总而言之,这二个团队所研发的 CRISPR 快速诊断病毒或癌症的便宜设备,有望为全球,特别是发展中国家,开启新的诊断医学契机。

延伸阅读:展望 2018! CRISPR 人体试验酝酿期

文/Parker Yang

参考资料:
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/

图片来源:https://www.broadinstitute.org/news/sherlock-team-advances-its-crispr-based-diagnostic-tool

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