基于CRISPR的新Covid-19测试使用智能手机相机发现病毒RNA

识别和隔离可能感染冠状病毒的个体是限制疾病传播的关键。但是即使进入大流行的几个月，许多患者仍需要等待几天才能收到COVID-19测试结果。

加州大学伯克利分校和格拉德斯通研究所的科学家开发了一种新的基于CRISPR的COVID-19诊断测试，借助智能手机摄像头，它可以在15至30分钟内提供阳性或阴性结果。与可用的许多其他测试不同，该测试还可以估计病毒载量或样本中病毒颗粒的数量，这可以帮助医生监测COVID-19感染的进程并估计患者的传染性。

“监测患者的感染过程可以帮助卫生保健专业人员估计感染的阶段，并实时预测康复可能需要多长时间以及患者应隔离多长时间，”生物工程学教授丹尼尔·弗莱彻（Daniel Fletcher）说。伯克利和该研究的负责人之一。

该技术是与Gladstone病毒学研究所所长Melanie Ott博士以及伯克利大学教授Jennifer Doudna共同设计的，Jennifer Doudna是Gladstone的高级研究员，创新基因组学研究所所长，霍华德·休斯医学研究所的研究员。 Doudna最近因共同发现CRISPR-Cas基因组编辑而获得了2020年诺贝尔化学奖，这项技术是这项工作的基础。

大多数COVID-19诊断测试都依赖一种称为PCR的方法，PCR是聚合酶链反应的简称，它可以在样品中搜索SARS-CoV-2病毒RNA的片段。这些PCR测试的工作原理是首先分离病毒RNA，然后将RNA转化为DNA，然后“扩增” DNA片段-产生许多相同的拷贝-这样可以更容易地检测到这些片段。

新的诊断测试利用了CRISPR Cas13蛋白，该蛋白直接结合并切割RNA片段。这省去了DNA转换和扩增步骤，并大大减少了完成分析所需的时间。

Doudna说：“我们对基于CRISPR的诊断感到兴奋的一个原因是有可能在需要时快速准确地获得结果。” “这在无法获得测试的地方或需要频繁进行快速测试的地方特别有用。它可以消除我们在使用COVID-19时遇到的许多瓶颈。”

在测试中，对CRISPR Cas13蛋白进行“编程”以识别SARS-CoV-2病毒RNA的片段，然后与被切割后发荧光的探针结合。当Cas13蛋白被病毒RNA激活时，它们开始切割荧光探针。借助手持设备，可以通过智能手机摄像头测量产生的荧光。荧光变亮的速率与样品中病毒颗粒的数量有关。

奥特说：“最新的SARS-CoV-2模型表明，要快速应对周转时间，这是我们需要克服的当前流行病。” “我们希望通过增加测试，我们可以开始重新开放经济并保护最脆弱的人群。”

现在已经为SARS-CoV-2开发了基于CRISPR的检测方法，可以对它进行修改以检测其他病毒性疾病的RNA片段，例如普通感冒，流感或人类免疫缺陷病毒。该小组目前正在将测试打包到一种设备中，该设备可以在诊所和其他即时护理场所使用，甚至有一天可以在家中使用。

弗莱彻说：“最终的目标是拥有一部个人设备，例如一部手机，它能够检测多种不同的病毒感染，并迅速确定您是否患有普通感冒，SARS-Cov-2或流感。” “这种可能性现在存在，工程师，生物学家和临床医生之间需要进一步合作才能实现这一目标。”