医学魔改大师玩跨界,CRISPR遇见分子诊断( 三 )


医学诊断是现代医学发现疾病的入口 , 提供了疾病的快速预警和精准诊断 , 让治疗有针对性的明确目标 。 数十年来 , 核酸检验领域 , 真正得到广泛应用的技术仅有PCR和NGS , 它们当中一个实现了单靶标或少靶标检验 , 一个实现了多靶标并行检验 。 两者都依赖于大型医学检验实验室、专业操作和大型仪器的应用场景 , 是一种远离疾病人群个体和现场的检验 。
而快速准确诊断感染性疾病应用是目前紧迫的需求 , 是指导疫情防控 , 保障公共卫生安全 , 避免大范围传播的关键 。 这一点无论是对大型医疗中心 , 还是在缺医少药的基层医疗卫生机构 , 或是欠发达的国家和地区都至关重要 。 理想的诊断方式应该价格低廉、准确性高、快速、操作简便(无需专业人士操作)以及无需专业设备和基础设施要求 。
从我个人的意见以及我们的实践来看 , CRIPSR-based核酸检测技术是第一个能真正实现精确、现场甚至居家自测的医学应用级诊断平台 。
医学魔改大师玩跨界,CRISPR遇见分子诊断
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Q4:如何认识CRISPR-based诊断技术 , 它有哪些重要突破?能否谈一谈该技术目前较为成熟的应用领域 , 在哪些方面为人类带来福音?
张明东:
CRISPR/Cas技术以出众的基因编辑能力闻名于世 , 但显然它的技术应用范围绝不仅限于基因编辑 。 CRISPR/Cas技术的创立者之一Jennifer Doudna教授早在2017年就将该技术应用于RNA检测 , 创办Mammoth Biosciences公司 , 利用Cas12a的非特异性ssDNA降解能力开发出新的核酸快速检测方法 。 几乎同时 , CRISPR研究先锋者之一的华人科学家张锋教授于2017年创办Sherlock BioSciences公司 , 利用Cas13蛋白的天然RNase活性改进 , 建立了快速核酸检测SHERLOCKTM(Specific High Sensitivity Enzymatic Reporter unlocking)平台 。
2021年 , 基于CRISPR检测平台被美国《Science》杂志誉为“下一代分子诊断技术”! CRISPR颠覆传统医学:一张纸、几分钟 , 即可诊断疾病!该技术将在病原检测、疾病筛查、精准医疗等众多领域展现巨大的应用潜力 。
王弢:
Mammoth Biosciences的“DETECTR BOOST”技术平台 , 可在30分钟内获得诊断结果 。 Sherlock Biosciences开发了首个获美国FDA紧急使用授权的基于CRISPR技术新冠病毒测试 , 被评为2021年“全球最具创新力10大生物技术公司”之一 。
在国内 , 有多家生物技术公司参与开发了CRISPR-based核酸检测技术的新冠病毒诊断产品 , 主要还是集中于医学实验室场景下的操作 。 为真生物开发了恒温扩增+CRISPR联合应用的小型化单人份装置 , 首次实现基于CRISPR新冠病毒核酸的单人自测或现场快检 , 除应用于国内渠道外 , 也在积极申报美国FDA紧急使用授权(EUA) 。
CRISPR-based快速检测可实现各类微生物的居家自测或现场检验 , 类似于现在家用的血糖监测 。 我想 , 在不远的将来 , 一种全新的医疗形态将会逐步呈现 。
张明东:
目前CRISPR-based核酸检测技术具有明显的高灵敏度和高特异性的优势 , 已实现1copy/μL检测 , 甚至高于常规的荧光PCR , 在病原体检测如SARS-CoV-2检测方面已实现临床应用 。
应用上面 , 新CRISPR测试能够节省时间和金钱 , 甚至不再需要去看医生就能做出诊断 。 这种诊断可以在几分钟内得出明确的阳性或阴性结果 , 类似于家庭怀孕自测 。 测试结果可以通过手机上的应用程序发送给医生 , 医生可以立即开出处方或给出治疗建议 。 这些测试还可以在医院使用 , 以快速确定感染病原体 , 以及引起肿瘤的突变基因 , 或者快速预测人们是否有罹患某种疾病的遗传基因 。

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