研究實現多種呼吸道病毒精準檢測
10月1日，中國科學院深圳先進技術研究院生物醫學與健康工程研究所研究員楊慧團隊，與深圳市兒童醫院麻曉鵬、謝中建團隊合作，在《生物傳感器與生物電子學》上發表最新研究進展。該研究開發了一種基于CRISPR/Cas12a和等溫擴增技術（LOC-CRISPR）的簡單、全封閉、高度集成的微流控系統，可以特異性識別多種常見呼吸道病毒及其變種。
呼吸道病毒是導致呼吸道感染的主要因素之一，包括冠狀病毒、流感病毒和呼吸道合胞病毒等。在兒童和老年人等高風險人群中，病毒感染導致的死亡率極高。傳統的診斷方法通常需要復雜的實驗設備和較長的檢測周期，且存在著高成本、低靈敏度等問題。此外，傳統的PCR技術只能確定病毒類型，如果要檢測同一病毒的不同變異株，就需要進行昂貴且耗時的基因測序。
為了解決上述問題，研究人員開發了一種名為LOC-CRISPR的新技術，它基于CRISPR/Cas12a和等溫擴增技術，是一種簡單、全封閉、高度集成的微流控系統。該系統可以對SARS-CoV-2（新冠病毒）及其變異株、H1N1（甲型流感病毒）、H3N2（甲型流感病毒）、IVB（流感病毒）和HRSV（呼吸道感染病毒）的進行精準識別。在臨床樣本測試中，研究團隊使用LOC-CRISPR芯片分析了50份鼻咽拭子樣本（44份陽性和6份陰性），并獲得了優異的靈敏度（97.8％）和特異性（100％）。
該系統中，研究人員在LOC-CRISPR芯片中集成了核酸提取、核酸擴增和熒光檢測三個功能區。并且LOC-CRISPR芯片還設計了用于多重檢測（兩個樣本輸入和十個結果輸出）需求的特殊結構。該系統中的另一項關鍵技術是CRISPR/Cas12a技術，它是一種基于RNA導向的基因編輯技術，能夠通過特異性識別和切割DNA序列，具有高度特異性和高效率的特點。研究團隊利用CRISPR/Cas12a的導向作用，將其與等溫擴增技術相結合，減少檢測步驟，降低檢測時間，不僅實現了呼吸道病毒的種類識別，而且還實現了對新型冠狀病毒的不同變異株之間的堿基序列識別。
該研究有望實現將實驗室科學帶入社區診所，是診斷技術領域的一個重大突破。未來，隨著針對多種疾病診斷試劑的持續開發，該款微流控芯片將在疾病預防、健康監測以及個性化醫療方面，具有巨大的潛力和應用價值。
相關論文信息：https://doi.org/10.1016/j.bios.2023.115523
