纽约讯——普林斯顿大学的研究团队近日在结核病诊断领域取得重大进展,他们开发出一种基于革命性基因编辑技术CRISPR的新型检测方法。该检测试剂盒设计精简,对实验室基础设施要求极低,有望为资源匮乏地区的结核病筛查提供强大工具。这项研究成果已于上周发表在权威期刊《科学进展》(Science Advances)上。研究人员将其命名为SHINE-TB检测法。在针对13份痰液样本的初步验证中,该检测展现出100%的灵敏度(无漏检)和100%的特异性(无误诊),结果精准可靠。当前市场上虽有多种结核病检测方法,但它们往往难以在资源有限的环境中普及:- 技术要求高:痰涂片镜检法需要专业操作人员,且其敏感性和特异性有限。
尽管其他团队也尝试将CRISPR与等温扩增技术结合用于结核诊断,但普林斯顿团队指出,以往的方法在样本预扩增和最终检测之间仍需“人工操作和专门仪器”,这不仅增加了部署难度,也引入了污染风险。因此,市场亟需一种能在受限环境中运行、样本处理简单、且无需专业设备的CRISPR检测方法。SHINE-TB正是为此而生。SHINE-TB检测基于团队先前开发的通用诊断平台“SHINE”(流线化感染高亮导航流行病系统)。其核心创新在于采用了**两个平行的“一管式”反应**:1. 结核菌检测反应 (Cas13a):利用重组酶聚合酶扩增(RPA)进行等温扩增,无需热循环仪。扩增后通过体外转录将DNA目标转化为RNA,再由CRISPR相关酶Cas13a进行检测。Cas13a通过向导RNA精准识别结核分枝杆菌基因组中的两个保守区域。一旦结合目标,Cas13a会激活并切割报告分子中的单链RNA,从而释放出可检测的荧光信号(阳性信号)。2. 内参控制反应 (Cas12a):同时检测样本中的人类DNA。由于痰液样本粘稠且结核菌核酸提取困难,加入此内参至关重要,能有效防止因样本质量问题导致的假阴性结果。设备要求低:研究中使用了基础酶标仪读取结果,但团队已成功验证其与侧向层析试纸条技术兼容,未来可完全摆脱仪器依赖,实现肉眼判读。操作简便:采用“一管式”设计,将扩增与检测步骤整合,最大限度减少了移液操作和人工干预时间。稳定性强:检测试剂可进行冻干(lyophilization)处理,无需冷链储存,保质期超过一天,大大提升了在恶劣条件下的适用性。特异性高:研究证实,该检测对多种其他细菌或真菌分离株无交叉反应。灵敏度佳:对结核分枝杆菌H37Rv菌株的检测限为69.0 CFU/mL,对卡介苗(BCG)的检测限为80.5 CFU/mL。研究第一作者、普林斯顿大学博士生亚历山德拉·贝尔(Alexandra Bell)坦言,当前检测主要针对肺结核,依赖痰液样本。然而,获取足量痰液有时存在困难,尤其对于儿童患者。因此,团队正在积极探索使用更易获取的样本类型,如唾液或血液。为确保研究的可靠性,普林斯顿团队与罗格斯大学(Rutgers University)的研究者合作,后者提供了一种简化结核样本核酸提取的方法。他们还与哥伦比亚一家非营利组织合作,获取了已通过GeneXpert MTB/RIF Ultra检测(分子金标准)和液体培养(微生物学金标准)验证过的临床样本。研究团队已就SHINE-TB检测技术提交了专利申请,目前正在审核中。贝尔透露,下一步的研究方向包括:添加双重病原体检测功能:同时检测结核和其他重要病原体。拓展样本类型应用:优化对唾液、血液等样本的检测性能。整合耐药性检测:类似于赛沛的Xpert检测,未来版本有望同时检测结核菌及其对利福平等关键药物的耐药性,这对于指导精准治疗至关重要。SHINE-TB检测技术的出现,为终结结核病这一古老传染病的努力注入了新的科技力量。其核心价值在于将尖端的CRISPR诊断能力,成功转化为了适用于全球最需要地区的、真正“接地气”的解决方案。随着后续开发的推进和更大规模临床验证的开展,这项便携、快速、精准的检测技术,有望显著改善资源匮乏地区的结核病诊断可及性,助力实现“早发现、早治疗”的目标,最终挽救更多生命。声明:本微信注明来源的稿件均为转载,仅用于分享,不代表平台立场,如涉及版权等问题,请尽快联系我们,我们第一时间更正,谢谢!