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综述:利用CRISPR-Cas增强型等温扩增技术快速鉴定 livestock 病原体
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年04月25日 来源:Current Microbiology 2.3
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(编辑推荐)本综述系统阐述了CRISPR-Cas(Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats-CRISPR-associated protein)与等温扩增技术联用在 livestock 病原体诊断中的突破性进展,该技术兼具高灵敏度、短检测时间(sample-to-answer)和低成本优势,为 zoonotic 病原体的现场检测(point-of-care)提供了创新解决方案。
Abstract
病原体快速精准诊断是 livestock 疾病防控的核心挑战。传统核酸检测方法虽敏感特异,但依赖昂贵设备(如PCR仪)和专业操作。CRISPR-Cas系统作为原核生物"适应性免疫"机制,经改造后展现出非凡的核酸识别能力——其Cas12/Cas13效应蛋白可特异性切割靶序列,并触发荧光信号报告系统。
Graphical Abstract
当等温扩增技术(如LAMP/RPA)与CRISPR-Cas联用时,形成"1+1>2"的协同效应:前者在恒温条件下指数级扩增病原体DNA/RNA,后者则像分子探针般精准识别扩增产物。这种组合将检测限推进至aM级(10-18M),且反应全程可在便携式加热块完成,彻底摆脱对Thermal Cycler的依赖。
技术优势
• 速度革命:埃博拉病毒检测时间从4小时压缩至30分钟
• 成本突破:试剂成本仅为qPCR的1/5
• 可视化读值:侧流层析试纸条(LFD)实现裸眼判读
• 多重检测:通过设计不同crRNA可同步筛查多种病原体
应用场景
在非洲猪瘟(ASFV)监测中,该技术展现出90%以上符合率;针对禽流感病毒(AIV-H5N1)的野外检测中,其灵敏度比ELISA高3个数量级。值得注意的是,Cas13系统对RNA病毒(如口蹄疫病毒)的直接检测能力,规避了反转录步骤带来的误差累积。
挑战与展望
尽管存在crRNA脱靶风险,但新型高保真Cas变体(如Cas12f1)的发现提供了优化路径。未来与微流控芯片的整合,或将实现"样本进-结果出"的全自动化诊断范式,为One Health战略提供关键技术支撑。
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