布鲁氏杆菌(Brucella)是一类革兰氏阴性的致病菌,其菌体无鞭毛(不运动),部分菌株表面存在微荚膜结构(光滑型菌株)。布鲁氏杆菌具有细胞内寄生特性,可在牛、羊、猪等多种家畜体内长期存活。由布鲁氏杆菌感染引起的布鲁氏杆菌病(简称布病)是一种重要的人畜共患慢性传染病,对畜牧业生产和人类健康构成显著威胁。在我国,牛、羊、猪是布病的主要动物传染源,其中羊型布鲁氏杆菌对人体的传播能力最强,致病性最为突出,造成的健康危害也最为严重。
近期,贵州省疾病预防控制中心在《ACS Publications》发表重磅研究成果。研究团队开发了一种结合多重交叉置换扩增(MCDA)与CRISPR/Cas12b系统的新型检测方法,用于快速、灵敏、特异地检测绵羊布鲁氏菌(Brucella ovis),为动物疫病防控及公共卫生安全提供了重要技术支撑。

一、研究背景与目标问题
绵羊布鲁氏菌病是一种重要的人畜共患病,主要引起公羊附睾炎,导致严重经济损失。传统的细菌培养法耗时且不适合早期诊断,而常规PCR法需要复杂设备,限制了其在基层实验室的应用。
目标:开发一种无需复杂设备、快速、高灵敏度、高特异性的检测方法,适用于现场和临床诊断,以改善绵羊布鲁氏菌病的防控。
二、核心技术
CRISPR/Cas12b-MCDA平台原理:MCDA扩增:在恒温(65°C)下,使用10条特异性引物对绵羊布鲁氏菌的特异性基因(BOV_A0500)进行快速、高效的等温扩增(45分钟)。
CRISPR/Cas12b检测:扩增产物中含有PAM序列,可被Cas12b/gRNA复合物识别并激活Cas12b的“反式切割”活性,切割单链DNA(ssDNA)报告探针。
其中,使用了沃博生物(Warbio)相关产品,CRISPR Cas12/13 HybriDetect试纸条,货号JY0301,兼容性表现良好。

结果判读:
可通过三种方式可视化结果
实时荧光分析:切割荧光探针释放荧光信号。
紫外可视化:在紫外灯下观察反应液颜色变化(阳性呈亮绿色)。
侧流层析生物传感器(LFB):使用试纸条读取结果,阳性显示两条红线(检测线和控制线)。

平台优势与流程
快速:从DNA提取到完成检测,实时荧光法约需75分钟,LFB法约需90分钟。
设备简单:LFB和紫外可视化法无需复杂仪器,仅需恒温设备(如水浴锅)。
防污染设计:在MCDA预扩增系统中加入了尿嘧啶DNA糖基化酶(UDG)和dUTP,可有效消除高达10⁻¹² g/μL浓度的残留污染,显著降低假阳性风险。
三、性能评估
灵敏度:对纯化基因组DNA的检测限低至10 fg/μL,比实时浊度分析和MG比色法的灵敏度高10倍。对模拟绵羊全血样本的检测限为100 CFU/mL。
特异性:对28株菌株(包括9株布鲁氏菌和19株非布鲁氏菌)进行测试,结果显示100%特异性,仅绵羊布鲁氏菌呈阳性,与其他布鲁氏菌种及非布鲁氏菌病原体无交叉反应。
临床样本验证:对60份模拟绵羊全血样本进行检测,与普通PCR相比,CRISPR/Cas12b-MCDA法显示出100%的一致性、灵敏度和特异性,且灵敏度高于PCR。
四、结论与意义
本研究成功建立了一种基于CRISPR/Cas12b-MCDA的绵羊布鲁氏菌检测方法。该方法具有操作简便、快速、超灵敏、高特异、防污染且无需复杂设备的特点,为基层实验室、现场及临床环境提供了一种强大的诊断工具,对绵羊布鲁氏菌病的早期发现、准确诊断和有效防控具有重要的应用价值。
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货号 |
产品 |
规格 |
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TABAS03KIT |
TwistAmp Basic Kit DNA扩增试剂盒 |
96T |
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TAEXO02KIT |
TwistAmp exo 试剂盒 |
96T |
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B8201C1 |
DNA恒温快速扩增试剂盒(DNA基础型) |
48T |
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B8202C3 |
DNA恒温快速扩增试剂盒(DNA荧光型) |
48T |
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B8203C5 |
DNA恒温快速扩增试剂盒(DNA试纸条型) |
48T |
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B8204C7 |
RNA恒温快速扩增试剂盒(RNA基础型) |
48T |
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B8205C9 |
RNA恒温快速扩增试剂盒(RNA荧光型) |
48T |
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B8206C0 |
RNA恒温快速扩增试剂盒(RNA试纸条型) |
48T |
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JY0209 |
双靶标HybriDetect侧向层析试纸条(彩虹型) |
50T |
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JY0201 |
单靶标HybriDetect侧向层析试纸条(彩虹型) |
50T |
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JY0307 |
CRISPR单酶切及扩增产物检测试纸条 |
50T |
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JY0301 |
CRISPR Cas12/13 HybriDetect试纸条 |
50T |
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JY0308 |
CRISPR双酶切检测试纸条(变色龙) |
50T |
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