CRISPR技术：快速检测埃博拉 拉沙热 HPV
强大的基因编辑工具有望实现拉沙热等疾病的早期诊断，控制传染病的传播。
尼日利亚爆发的拉沙热今年已经造成69人死亡，或将成为有记录以来最致命的流行病。为了在未来几年减少拉沙热的死亡人数，尼日利亚研究人员正试图开发一种基于基因编辑工具CRISPR的新诊断测试方法。
费欣托拉·阿乔格巴西勒是尼日利亚非洲传染病基因组学卓越中心的研究生。她正在使用CRISPR诊断测试方法在血液样本中发现拉沙病毒。
新方法将依靠CRISPR根据程序搜索基因片段的能力——这里的目标是拉萨病毒的特定核糖核酸。如果这种方法成功，可以在早期发现各种病毒感染的症状，使治疗方法更加有效，并帮助医务人员控制传染病的传播。
洪都拉斯和加利福尼亚的科学家正在测试CRISPR诊断在检测登革热病毒、寨卡病毒和人乳头瘤病毒癌症相关毒株方面的有效性。与此同时，刚果**正计划开展埃博拉病毒CRISPR检测研究。
尼日利亚救世主大学的分子生物学家杰西卡·乌瓦尼贝正在开发一种拉萨热的诊断方法。她相信一个强大而简单的测试可以帮助降低拉沙热的死亡率，这一死亡率可以高达60%。"我正在做的研究关系到无数人的生活。"
“试用期”
大多数传染病的诊断依赖于专业知识、先进的设备和充足的电力供应，而在拉沙热爆发的地区，电力供应非常紧张。CRISPR检测方法对传染病的诊断准确性与传统方法相同，并且几乎与家庭妊娠试验一样简单。这是一个非常吸引人的方法。由于改良的CRISPR可以针对特定的基因序列，研究人员希望开发出一种基于CRISPR的工具，通过微调可以在一周内识别所有传播病毒株。
加州大学伯克利分校的生物化学家詹妮弗·杜德纳正在开发一些类似的工具。“对CRISPR来说，这是一个充满希望的方向，”她说。
来自麻省理工学院——哈佛大学贝尔德研究所的研究人员将CRISPR与Cas13蛋白结合起来，开发出一种CRISPR诊断技术，目前正在由乌瓦尼贝团队进行测试。与最初用于编辑CRISPR基因的Cas9酶不同，Cas13可以根据需要切割靶基因序列，然后任意切割核糖核酸。虽然这种行为在编辑基因时可能会引起问题，但它是一种强有力的诊断工具，因为所有的切割都可以用作信号。
2018年，博德研究所团队将新修订的检测方法命名为夏洛克，并添加了被Cas13裂解后释放信号的RNA分子。切割的核糖核酸会在纸带上形成暗带——其效果类似于怀孕测试的视觉提示。这些暗带的出现表明存在被修饰的CRISPR寻找的靶基因序列。
目前，尼日利亚的团队正在测试这种诊断方法，以观察其在人体中改良搜索拉沙病毒的准确性——这些人群中的拉沙病毒将通过传统的实验室方法聚合酶链反应(聚合酶链反应)得到证实。
贝尔德研究所的遗传学家凯拉·巴恩斯(Kayla Barnes)说，夏洛克在尼日利亚的检测成本只有聚合酶链反应的一半，聚合酶链反应大约需要两个小时才能产生结果，而聚合酶链反应需要四个小时。这两种方法都需要电力来处理样本，但夏洛克对停电的敏感度不如聚合酶链反应，停电在尼日利亚很常见。巴恩斯说:“我们希望认识到，只有一个加热器可以驱动整个汽车发电机。”
更多的军队，更多的将军
Doudna团队开发的其他CRISPR检测方法使用具有不同属性和专利的Cas蛋白来针对不同的疾病。他们将使用Cas12a蛋白代替Cas13来诊断人类乳头瘤病毒。Cas12a也可以在靶向后进行任意切割，但是切割的是DNA而不是RNA。该试验可以区分与宫颈癌或肛门癌相关的两种类型的人乳头瘤病毒。
Doudna希望这种检测方法能帮助非洲国家控制宫颈癌死亡率——在这些国家，由于诊断晚导致的治疗延迟是很常见的。Doudna和其他人去年在旧金山成立了一家初创公司猛犸生物科学公司，希望进一步开发这种诊断方法。目前，该公司正在使用加州人的血样进行测试。
伯克利和猛犸的研究人员希望通过新发现的Cas14和CasX蛋白进一步扩展CRISPR工具箱。Cas14和CasX体积小，适合用于诊断技术。
市场应用潜力
世卫组织技术官员达马里·奈杜说:“这些创新非常令人兴奋。”但她也表示，如果CRISPR测试要让低收入国家受益，研究人员必须确保该技术获得许可，具备生产条件，价格合理，正如技术开发商所希望的那样。
奈杜认为，研究人员通常缺乏这方面的考虑。例如，已经开发了大约12种埃博拉病毒诊断测试，但在刚果**最近爆发的埃博拉疫情中，只有两种可以投入使用。由于经济困难，其余的测试方法*搁置。例如，市场太小，不足以支付制造商的生产和分销成本。
此外，加州大学伯克利分校和贝尔德研究所之间持续的专利纠纷使得基于CRISPR的诊断方法从经济角度来看也面临许多困难。但是波德研究所夏洛克项目的负责人杜德纳和帕迪斯·萨贝蒂说，他们肯定会许可他们自己的工具，允许那些需要诊断的人使用它们。
对乌瓦尼贝来说，这一天已经太晚了。她说:“我希望我们的速度能更快。”