基因编辑大牛张锋出手！1小时可快检新冠病毒

近日，美国麻省理工学院旗下的麦戈文研究所发布消息称，其开发的核酸检测系统SHERLOCK有望在1小时内实现新型冠状病毒检测。

该团队已公布详细操作流程，并表示可向新冠病毒研究者提供检测套件。但由于目前未检测过来自真实患者的样本，该方法还不能用于临床诊断。

SHERLOCK检测系统采用的试纸概念图。（图片来自麦戈文研究所网站）

该工作由麦戈文研究所教授张锋等人完成。张锋是美国科学院院士、麻省理工学院终身教授，也是基因编辑工具CRISPR的开发者之一，其所在团队被称为基因编辑“豪门”实验室。

SHERLOCK由张锋等人在2017年研发，该系统利用基因编辑工具CRISPR-Cas13识别病毒特有的核酸特征。

新冠病毒正是一种核酸病毒，目前检测手段需先提纯样本中的核酸并进行PCR扩增，再进行检测，整个过程需要数小时。

张锋等人的方法需要3步，可在一小时内完成。他们绕开了PCR扩增，采用了等温扩增技术RPA，检测人员可用量油尺直接读出结果，无需其他复杂仪器。

研究团队对人工合成的新冠病毒片段进行设计，已找出两个向导RNA，可识别新冠病毒的的S基因和Orf1ab基因。该技术检测灵敏度高，每微升样本中拷贝片段多至100个少至10个，都可被检测到。

检测步骤分三项（一小时内可完成）：

1. 提取样本中的核酸后，对其进行42摄氏度、25分钟的等温扩增；

2. 样本中加入Cas13蛋白、向导RNA和探针，在37摄氏度下反应30分钟；

3. 用试纸检测处理好的样本，大约需2分钟。

麦戈文研究所发布的消息称，其通过等温扩增技术RPA处理的核酸样本，效用与定量PCR处理的样本相同。但也指出，目前该方法未检测过来自真实患者的样本，有待更多测试及验证，才能真正用于临床。

“这些是在实验室里做出来的结果，具体要看实际操作过程能否体现更好的效果。”清华大学药学院研究员李寅青告诉《中国科学报》。

消息公布前，有数名研究者对《中国科学报》表示，核酸病毒的快速检测在科学原理层面已经被证实，科研人员有很大希望做出成果。但让成果走出实验室、实际应用到临床一线，仍有待时日。

尽管RPA被被认为是可以取代PCR的技术，但与已经发展了30多年的PCR相比，RPA乃至整个新的检测技术都更年轻。

有匿名研究者表示：“这个技术在应用层面仍然需要一定时间来打磨，至少在这次疫情中不可能比荧光定量PCR发挥更大作用”。

背景介绍：

SHERLOCK系统的原理是：Cas13借助向导RNA识别病毒特有片段后被激活，并开始切割周围RNA，研究者在反应样本中加入的探针也会被切割。这一过程可通过试纸条形成直观结果，便于操作者观测。

2018年4月，张锋团队已证实SHERLOCK可用于寨卡病毒现场检测。

据了解，自研发核酸检测系统SHERLOCK以来，张锋团队已数次在Science、Molecular Cell上发表研究成果。

为推动该技术市场化，张锋等人于2019年创立公司Sherlock Biosciences。融资3500万美元后，该公司又先后获盖茨基金会、美国国防部国防威胁降低局（DTRA）资助。

张锋 图片来源：Sherlock Biosciences

参考资料：

https://mcgovern.mit.edu/2020/02/14/enabling-coronavirus-detection-using-crispr-cas13-an-open-access-sherlock-research-protocol/#single-post-main-container

https://www.broadinstitute.org/files/publications/special/COVID-19%20detection%20(v20200214).pdf