2020年5月6日,美国FDA紧急授权了Sherlock Biosciences公司开发的基于CRISPR-Cas13的COVID-19检测试剂盒。这个基于SHERLOCK(Specific High-sensitivity Enzymatic Reporter unLOCKing)方法的测试可以在一小时内确定病人样本中是否含有SARS-CoV-2病毒。值得注意的是,这是美国FDA首次授权使用CRISPR技术进行传染病检测。
在此之前,美国FDA已经批准了CRISPR技术的小规模人体试验,比如CRISPR Therapeutics和Vertex Pharmaceuticals开发的镰状细胞贫血和地中海贫血的疗法,但大多数仍处于早期试验阶段。FDA的紧急使用授权(Emergency Use Authorization,EUA)允许未经批准的医疗和诊断产品在突发公共卫生事件(如COVID-19疫情)中在特定的情况下使用。
获批试剂盒的关键技术是由Broad Institute的张锋实验室开发的,他也是Sherlock Biosciences的创始人之一。随着COVID-19大流行,Sherlock Biosciences在约两个月前将整个公司业务转移到SARS-CoV-2的诊断上。
Sherlock Biosciences的创始团队(图来自Sherlock Biosciences)
SHERLOCK方法的第一步是从病人的鼻腔拭子或支气管肺泡灌洗液提取样本,在一定温度下扩增遗传物质,然后将包括Cas13酶的一系列分子添加到样本中。如果样本中存在SARS-CoV-2的RNA序列,它就会锁定这些序列,并将其切割成更小的片段,其中一些片段被荧光标记出来。荧光指示了SARS-CoV-2阳性,整个过程大约需要一个小时。
应用CRISPR技术开发疾病诊断试剂盒的公司越来越多,包括总部位于美国加州的Mammoth Biosciences。这个由加州大学Jennifer Doudna教授共同创立的公司正在开发一种类似于怀孕试纸的SARS-CoV-2快检方法[1]。与SHERLOCK不一样的是,该方法使用CRISPR-Cas12靶向SARS-CoV-2的包膜蛋白,检测结果可以试纸的形式展现。CRISPR Therapeutics公司也在开发类似的方法[2]。
已经上市的SARS-CoV-2检测方法包括基于PCR的核酸检测和针对SARS-CoV-2抗体的血清学测试。有两个因素决定这些方法的准确性:敏感性(sensitivity)和特异性(specificity)。为了满足FDA的授权要求,Sherlock Biosciences进行了近2000次测试,每次都能识别出SARS-CoV-2是否存在。但这些测试都是在已知阳性或阴性的样本上进行的,没有经历过临床的检验。
SHERLOCK的技术优势在于,如果病毒变异,它能够迅速做出调整。该公司还在研发另一种名为INSPECTR的更简便的测试方法,人们可以在家中使用而不需要实验室环境。
原文链接
https://sherlock.bio/sherlock-biosciences-receives-fda-emergency-use-authorization-for-crispr-sars-cov-2-rapid-diagnostic/
https://www.forbes.com/sites/katiejennings/2020/05/07/fda-authorizes-first-ever-crispr-application-for-covid-19-coronavirus-test/#6182f1551708
1. Broughton,J.P., Deng, X., Yu, G. et al. CRISPR–Cas12-based detection of SARS-CoV-2. NatBiotechnol (2020).
2. Lucia,C., Federico, P., Alejandra, G.C. An ultrasensitive, rapid, and portable coronavirus SARS-CoV-2 sequence detection method based on CRISPR-Cas12. bioRxiv(2020)