近年來，新冠、猴痘等傳染性疾病層出不窮，嚴(yán)重影響人類的健康生活。基于核酸的分子擴(kuò)增檢測(cè)常用作傳染性疾病診斷的金標(biāo)準(zhǔn)。CRISPR/Cas系統(tǒng)作為原核生物的一種自我保護(hù)機(jī)制，也是大多數(shù)細(xì)菌及古細(xì)菌中抵御病毒入侵的一種獲得性免疫方式。自2012年以來，科研人員常用CRISPR技術(shù)對(duì)生物的DNA序列進(jìn)行敲除、突變、替換或添加。CRISPR用于基因編輯具有成本低廉、構(gòu)建簡(jiǎn)單、操作方便、適用廣泛等特點(diǎn)，因此，研究人員稱之為“基因魔剪”。CRISPR精準(zhǔn)、特異識(shí)別序列的能力已被應(yīng)用于越來越多的領(lǐng)域，自2017年以來，CRISPR技術(shù)在分子診斷領(lǐng)域迅速崛起，并具有快速、準(zhǔn)確、經(jīng)濟(jì)、設(shè)備依賴性低的優(yōu)勢(shì)。微流控技術(shù)結(jié)合CRISPR/Cas分子檢測(cè)方法以其快速、高效、準(zhǔn)確的特點(diǎn)，在傳染性疾病防控方面發(fā)揮了重要作用。
近期，上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院-國(guó)家熱帶病研究中心 全球健康學(xué)院環(huán)境健康與生態(tài)安全系碩士研究生解藝等在Advanced Science雜志發(fā)表了“Clustered Regularly Interspaced short palindromic repeats-Based Micro?uidic System in Infectious Diseases Diagnosis: Current Status, Challenges, and Perspectives” 的綜述性文章，對(duì)于CRISPR/Cas技術(shù)結(jié)合微流控系統(tǒng)應(yīng)用于傳染性疾病分子診斷的近期成果進(jìn)行了系統(tǒng)性總結(jié)歸納，并提出了該領(lǐng)域目前存在的主要挑戰(zhàn)以及未來展望。
本文綜述了基于CRISPR/Cas技術(shù)的微流控系統(tǒng)在傳染病診斷中的最新進(jìn)展，概述了傳統(tǒng)型和易結(jié)合便攜式合樣品預(yù)處理方法以及各種CRISPR/Cas系統(tǒng)在生物傳感中的機(jī)制和應(yīng)用，并介紹了基于CRISPR/Cas技術(shù)的微流控系統(tǒng)應(yīng)用于傳染病分子診斷的最新進(jìn)展，包括紙基微流控、數(shù)字微流控、可穿戴微流控等。最后，本文提煉出該領(lǐng)域目前存在的未解決的關(guān)鍵挑戰(zhàn)，包括如何提高檢測(cè)靈敏度、實(shí)現(xiàn)多重檢測(cè)與高通量篩選、研發(fā)獨(dú)立便攜式檢測(cè)平臺(tái)、實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、進(jìn)行疾病預(yù)警等，并提出未來分子診斷的可能結(jié)合方向，為實(shí)現(xiàn)全球性傳染病大流行的有效防治和即時(shí)預(yù)警提出解決策略。
上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院-國(guó)家熱帶病研究中心、全球健康學(xué)院碩士研究生解藝和碩士研究生李慧敏為共同第一作者，全球健康學(xué)院殷堃研究員、修樂山助理研究員和郭曉奎教授為該論文的共同通訊作者，本研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目和上海市自然科學(xué)基金項(xiàng)目的支持。
