纽约──加州大学圣迭戈分校(University of California San Diego)的研究人员正在开发一种基于crispr的快速诊断检测方法,用于检测SARS-CoV-2等传染病,目的是让人们有更多的分子检测手段。
加州大学圣地亚哥分校的研究人员、CRISPR测试开发者之一丹尼尔·布罗根(Daniel Brogan)说,该团队的目标是开发一种分子测试,一小时的循环时间,超过目前的家庭抗原测试的性能,可以在大约两年内提交监管机构授权进行新冠病毒测试。
如果测试和它的平台能够被开发和商业化,它将会加入到不断增长的SARS-CoV-2检测名单中,其中包括经授权的基于crispr的检测和可以在护理点进行的当前检测.
UCSD表示,它已经与一家未公开的诊断测试开发商签署了一项联合开发协议,目的是将其方法商业化,Brogan和他的同事最近描述了他们的开发过程概念验证平台在ACS的传感器他们说,他们利用荧光和横向流动读数获得了原子嗅觉水平的灵敏度。
Brogan说,这项技术可能最适合没有现代卫生保健vwin德赢ac米兰合作基础设施的资源匮乏国家,目前正在为这些国家开发这种检测方法,以方便部署。然而,他和他的同事最终计划开发出可以用于任何地方和许多适应症的廉价检测方法,包括在家里。
他们正在开发的基于crispr的平台通过使用等温扩增实现1小时的结果,这是一种快速扩增SARS-CoV-2的方法,因为它只使用一个热循环。
Brogan指出,需要等温扩增,才能使检测达到SARS-CoV-2和其他传染病检测所需的灵敏度水平,但它往往导致特异性水平低,进而可能产生较高的假阳性率。
因此,他和他的同事正在使用一种CRISPR酶亚型,Cas13d,以弥补缺乏特异性。
麻省理工学院的研究员Helena de Puig没有参与UCSD的研究,她说w当Cas酶与等温扩增结合时,在传染病诊断检测中增加了灵敏度和特异性。
她是第一作者的一篇论文最近出版的在科学研究人员称,基于crispr的低成本即时诊断技术的发展可以从检测到SARS-CoV-2未处理的病人唾液大约一个小时后。
“CRISPR-Cas酶已经进化到可以识别特定的核酸序列,所以它们对目标具有高度特异性,”她说,并补充说,“由于它们在裂解报告核酸时具有额外的催化活性,它们还增加了等温扩增的灵敏度。”
Cas13d偏好设计到修改的报告探针中的序列,并且每个报告都可以被设计来检测特定的基因组序列。Brogan说:“这意味着系统是可重新编程的,所以你可以改变你想要的目标,并检测序列中的单个变化。”他补充说,可能会开发多种报告探针的变体,实现多路复用和在一个反应中检测多个序列。
根据Cesar Castro是波士顿麻省总医院癌症中心的定点护理诊断测试开发人员和癌症项目主任,他说Cas13d“不是特别独特,但肯定比其他CRISPR酶亚型(包括效率)有竞争优势”。
尽管如此,仍有一些重要的近期和中期障碍可能阻碍这类检测的部署,包括试剂的获取,“由于专利和商业因素,仍然造成瓶颈,”卡斯特罗说,他不是加州大学圣地亚哥分校的成员,但正在领导基于crispr的人类乳头瘤病毒检测宫颈癌筛查的开发。
无论如何,几家公司正在发展或已经发展,CRISPR-based诊断检测SARS-CoV-2
例如,夏洛克生物科学已经开发并商业化了其SHERLOCK平台,该平台以特异性高灵敏度酶报告解锁命名,该平台结合了Cas13、Cas12a和Csm6等酶,允许同时检测多种核酸。公司在2020年5月该公司的夏洛克CRISPR SARS-CoV-2试剂盒获得了美国食品和药物管理局的紧急使用授权,该试剂盒设计用于CLIA的高容量实验室和医院。
此外,夏洛克和猛犸生物科学公司已经签约合作协议与其他公司合作——Sherlock Bio与Binx Health合作,Mammoth与制药公司葛兰素史克(GlaxoSmithKline)的消费者保健部门合作——开发基于crispr的快速COVID-19点护理或家庭使用诊断试剂盒并将其商业化。
布罗根说,因为加州大学圣地亚哥vwin德赢ac米兰合作分校的技术可能解决其他医疗适应症,该小组正在探索将其用于检测登革热病毒。然而,UCSD不想被局限于“一两种疾病”,他补充说,“我们认为这项技术更像是一个平台,可以推广到许多疾病。”vwin德赢ac米兰合作
为了让这个平台更接近商业化,该团队还有一些具有挑战性的工作要做。Brogan说,该系统已经被开发用于鼻咽样本的测试,但研究人员感兴趣的是开发它来测试唾液样本。
布罗根说,加州大学圣地亚哥分校的研究人员的目标是提供一种成本低于5美元的SARS-CoV-2检测方法,这应该可以很容易地用于家庭使用。“虽然我们还没有做到这一点,但我们已经朝着将CRISPR诊断测试送到人们手中的方向迈出了一大步。”