基于纳米粒子的生物传感器与CRISPR/Cas12b平台相结合，用于慢性乙型肝炎患者中乙型肝炎病毒前基因组RNA的敏感检测和可视化识别

《BMC Microbiology》：Nanoparticle-based biosensor integrated with CRISPR/Cas12b platform for sensitive and visual identification of hepatitis B virus pregenomic RNA in chronic hepatitis B patients

　　

摘要

背景

慢性乙型肝炎（CHB）是导致肝细胞癌和终末期肝病的主要因素。血清中的乙型肝炎病毒前基因组RNA（HBV-pgRNA）已成为一个新的生物标志物，与CHB治疗的疗效和预后密切相关。为了实现超灵敏、快速、高特异性且操作简便的HBV-pgRNA检测方法，我们通过将CRISPR/Cas12b系统与环介导等温扩增（LAMP）技术相结合，构建了一个创新的CRISPR-HBV-pgRNA检测平台。随后，我们利用实时荧光（RTF）或基于金纳米粒子的侧向流动生物传感器（AuNPs-LFB）来解读检测结果。

方法

本研究中使用的基于金纳米粒子的生物传感器是根据我们的设计制造的。独特的LAMP引物和导向RNA（gRNA）是针对HBV-pgRNA基因设计的，以确保最佳的诊断条件（反应温度和时间）。该方法的有效性和特异性已经过验证，并通过慢性HBV感染患者的临床样本证明了其可行性。

结果

成功制备了基于金纳米粒子的生物传感器。专门设计的LAMP引物和gRNA能够特异性地检测HBV-pgRNA序列。整个检测流程包括RNA提取（45分钟）、RT-LAMP扩增（30分钟）、CRISPR/Cas12b切割（5分钟）和可视化读数（2分钟），整个过程在85分钟内完成，且无需使用昂贵的仪器设备。该方法的最小检测限为每反应10个拷贝，并且未发现与其他测试病原体存在交叉反应。

结论

CRISPR-HBV-pgRNA检测方法是一种强大的诊断工具，在资源有限的地区，对于评估慢性HBV感染状态和抗病毒药物疗效的即时检测（POC testing）具有巨大潜力。