登革病毒(DENV)是一种通过蚊子传播的病毒,在热带和亚热带地区广泛流行。它就像一个隐藏在暗处的 “健康杀手”,全球每年有超过 390 万人感染,约 2.5 万人因此失去生命。DENV 有 4 种血清型,分别是 DENV-1、DENV-2、DENV-3 和 DENV-4,每种血清型还包含多种基因型,这使得它的 “身份” 复杂多变。感染 DENV 后,患者的症状轻重不一,从轻微的登革热到严重的登革出血热和登革休克综合征,严重威胁着人们的生命健康。
目前,还没有针对 DENV 的有效疫苗和特效治疗药物,因此早期检测就显得尤为重要。然而,传统的检测方法,如病毒分离、血清学检测、酶联免疫吸附试验、逆转录聚合酶链反应(RT-PCR)和实时定量 RT-PCR(qRT-PCR)等,存在着诸多不足。这些方法要么依赖特定的 DENV 抗体、昂贵的设备,要么需要专业技术人员操作,在资源有限的地区难以推广使用。
为了解决这些问题,海军军医大学的研究人员开展了一项关于登革病毒检测的研究。他们将重组酶聚合酶扩增(RPA)技术与成簇规律间隔短回文重复序列(CRISPR)及相关蛋白 12a(CRISPR/Cas12a)系统相结合,开发出了一种新型的一锅法通用 DENV 检测系统,并建立了相应的基于 RT-RPA-CRISPR/Cas12a 的侧向流动试纸条(LFD)检测平台。
在这项研究中,研究人员用到的主要关键技术方法包括:基于 DENV 基因组保守区域设计特异性引物和 Cas12a crRNA;利用商业化试剂盒进行 RT-RPA 反应和 CRISPR/Cas12a 检测反应;通过核酸提取、质粒稀释等操作进行灵敏度和特异性分析;使用侧向流动试纸条进行可视化检测 。
研究结果如下:
工作流程与体系构建:建立了一锅法 RPA CRISPR/Cas12a 检测 DENV 的工作流程。先从感染样本中提取核酸作为模板,用基于 DENV 四种血清型保守区域设计的通用引物进行 RT-RPA 扩增,再将 CRISPR/Cas12a 检测反应体系通过离心与扩增产物混合,利用 FAM 标记的单链 DNA 报告分子进行检测,整个过程 40 分钟内完成,并成功建立了 LFD 平台。
引物和 crRNA 筛选:设计合成 2 条正向和 7 条反向 RPA 引物,经筛选,F1/R1 引物对扩增效果最佳;设计 4 种 crRNA,评估后 crRNA2 性能最优。
反应条件优化:对 Cas12a 和 crRNA 浓度进行优化,发现 500 nM Cas12a 和 1000 nM crRNA 时检测反应荧光强度最高;确定 38℃为最佳反应温度。
灵敏度和特异性分析:该检测系统的检测限(LOD)为 91.7 copies/test;对 26 个病毒感染细胞样本检测,能准确识别所有 DENV 阳性样本,与其他 4 种干扰病毒无交叉反应,特异性达 100%。
检测系统验证:用合成的包含 DENV-1 至 DENV-4 核酸序列的重组质粒进行检测,证明该平台可成功识别 4 种 DENV 血清型;LFD 平台也能准确识别 4 种 DENV 血清型,确定 25 nM 为 ssDNA 报告分子的合适浓度,其检测灵敏度约为 250 copies/test。
研究结论和讨论部分指出,该一锅法 RT-RPA-CRISPR/Cas12a 检测系统对 DENV 检测具有高特异性和灵敏度,且无假阳性结果。相比传统方法,它无需复杂设备,检测时间短,能降低交叉污染风险,减少误诊。该系统不仅能检测所有 4 种 DENV 血清型,在临床登革热检测中具有应用潜力,而且 LFD 平台成本低、操作方便,在资源有限地区有很大的应用前景,为即时检验(POCT)和体外诊断(IVD)产品开发提供了支持 。不过,CRISPR/Cas12a 系统的脱靶效应不能忽视,后续还需进一步研究优化。总的来说,这项研究为 DENV 检测提供了新方法,也为其他人类病毒检测方法的开发提供了思路,相关研究成果发表在《BMC Microbiology》上。
相关产品:RPA试剂盒及试纸条系列:
货号 |
产品 |
规格 |
B8201C1 |
DNA恒温快速扩增试剂盒(DNA基础型) |
48T |
B8202C3 |
DNA恒温快速扩增试剂盒(DNA荧光型) |
48T |
B8203C5 |
DNA恒温快速扩增试剂盒(DNA试纸条型) |
48T |
B8204C7 |
RNA恒温快速扩增试剂盒(RNA基础型) |
48T |
B8205C9 |
RNA恒温快速扩增试剂盒(RNA荧光型) |
48T |
B8206C0 |
RNA恒温快速扩增试剂盒(RNA试纸条型) |
48T |
JY0209 |
双靶标HybriDetect侧向层析试纸条(彩虹型) |
50T |
JY0201 |
单靶标HybriDetect侧向层析试纸条(彩虹型) |
50T |
JY0307 |
CRISPR单酶切及扩增产物检测试纸条 |
50T |
JY0301 |
CRISPR Cas12/13 HybriDetect试纸条 |
50T |
JY0308 |
CRISPR双酶切检测试纸条(变色龙) |
50T
|
Cas酶系列
货号 |
包装规格 |
中文名称 |
32108-01 |
100 pmoL |
LbCas12a (Cpf1) |
32108-03 |
1,000 pmoL |
LbCas12a (Cpf1) |
32117-01 |
100 pmoL |
LwaCas13a (C2c2) |
32117-03 |
1,000 pmoL |
LwaCas13a (C2c2) |
32118-01 |
100 pmoL |
AapCas12b (C2c1) |
32118-03 |
1,000 pmoL |
AapCas12b (C2c1) |
32119-01 |
100 pmoL |
Un1Cas12f1 (Cas14a1) |
32119-03 |
1,000 pmoL |
Un1Cas12f1 (Cas14a1) |
32104-01 |
100 pmoL |
AsCas12a (Cpf1) |
32104-03 |
1,000 pmoL |
AsCas12a (Cpf1) |
32116-01 |
100 pmoL |
AacCas12b (C2c1) |
32116-03 |
1,000 pmoL |
AacCas12b (C2c1) |
32106-01 |
100 pmoL |
FnCas12a (Cpf1) |
32106-03 |
1,000 pmoL |
FnCas12a (Cpf1) |
32110-01 |
100 pmoL |
Lb5Cas12a (Cpf1) |
32110-03 |
1,000 pmoL |
Lb5Cas12a (Cpf1) |
32101-01 |
100 pmoL |
SpCas9 |
32101-03 |
1,000 pmoL |
SpCas9 |
32102-01 |
100 pmoL |
Sp-dCas9 |
32102-03 |
1,000 pmoL |
Sp-dCas9 |
32120-01 |
100 pmoL |
Sp-nCas9(H840A) |
32120-03 |
1,000 pmoL |
Sp-nCas9(H840A) |
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