CRISPR关注宠物健康——人畜共患幽门螺杆菌现场快速检测

学术   科学   2024-02-23 16:00   上海  

前段时间热门的人体幽门螺杆菌检测试剂盒能帮助人们早发现、早治疗,那动物幽门螺杆菌又有什么快速检测的好办法呢?今天小编带你解读一篇利用CRISPR技术快速检测动物幽门螺杆菌的文章。一起来看看吧!

幽门螺杆菌(H. pylori)是一种人畜共患的胃部感染疾病,通过接触感染者的唾液、呕吐物或粪便,食用受污染的食物或水均具有潜在传播风险。目前,世界上众多人口被感染幽门螺杆菌,引起的感染与多种胃肠道疾病密切相关,长期感染可导致胃癌的发展。当前家庭伴侣动物猫、狗等也是幽门螺杆菌的天然宿主,增加了幽门螺杆菌在有宠物家庭传播的风险,因此,快速、有效的幽门螺杆菌检测方案至关重要。

本文通过将CRISPR/Cas12a系统与多酶等温快速扩增(MIRA)结合,成功建立了新型幽门螺杆菌检测平台(COH)。该检测方法从DNA提取到出结果大约需要45 min,且灵敏度和检测速率均超过细菌培养和RT-qPCR检测方法。这也是CRISPR技术首次应用于宠物非侵入式检测中。下面随小编一起来细读该文章吧!

01
COH检测平台基本原理


本研究选择幽门螺杆菌中尿素基因亚基α:ureA作为检测靶点,设计了两条gRNA分别为crRNA 1和crRNA 2,且这两条靶序列具有良好的保守性。作者利用MIRA和CRISPR技术建立了无需大型设备和专业人员的幽门螺杆菌检测平台,该平台包括粪便采集、DNA提取、MIRA和CRISPR/Cas12a;信号读取可采用酶标仪,紫外检测或侧向流层析试纸条(图1)。

图1.COH检测平台
02
COH检测系统的灵敏度和特异性


研究者针对该实验特异性,检测了6种常见的胃肠道干扰致病菌,包括霍乱弧菌、副溶血性弧菌、粪肠球菌、大肠杆菌、小肠结肠炎耶尔森菌和鼠伤寒沙门菌。结果显示,六种干扰致病菌的测试结果均为阴性,有效地证明了COH检测系统的良好特异性(图2)。

图2.COH检测平台的特异性


随后,作者检测了有预扩增或无预扩增情况下,COH系统的检测灵敏度。结果显示,未经扩增的重组质粒使用紫外光和试纸条方法检测发现其检测下限分别为10107copies/反应(图3A-C),酶标仪的检测下限为106 copies/反应(图3A)。同时,作者发现质粒扩增后在酶标仪、紫外光和试纸条检测中灵敏度分别达到1、10和4 copies/反应(图3D-F)。

图3.COH检测平台的灵敏度


03
COH检测系统的临床样本验证


本研究中作者共验证了临床样本66例,将此66例临床样本分别用COH检测平台上的3种读取方法进行测试,发现检测结果一致。与此同时,采用细菌培养和qPCR进行比较。可疑菌落的菌落形态如图4A所示,类似于半透明针尖或露珠的形状,对其进行革兰氏染色(图4B)、生化检测和测序,结果与幽门螺杆菌序列相似度≥98%。qPCR检测将Ct值35以内设定为阳性样本,其检测结果与COH检测平台结果一致4C)

4. COH检测系统临床样本验证



随着越来越多的家庭选择饲养宠物,导致幽门螺杆菌在宠物和主人之间密切接触传播更为容易。因宠物较难进行侵入式检测,故,一种精确、便捷的检测方法对于早期诊断和治疗宠物幽门螺杆菌感染至关重要。本研究中,COH检测平台既无创伤性操作过程,检测结果特异性和灵敏度也较好,且具有便携性和低设备依赖性,使该平台在现场快速检查,家庭自测和兽医医院的常规检测等场景下展示出较好的应用潜力。


参考文献:

[1].Wang D, Wang D, Liao K, Zhang B, Li S, Liu M, Lv L, Xue F. Optical detection using CRISPR-Cas12a of Helicobacter pylori for veterinary applications. Mikrochim Acta. 2023 Nov 1;190(11):455. doi: 10.1007/s00604-023-06037-x. PMID: 37910191.




ToloBio
吐露港生物科技致力于提供基于CRISPR诊断技术的生命科学整体解决方案!公司首次鉴定Cas12蛋白具备高效的ssDNA反式切割活性,并自主研发了名为HOLMES的CRISPR诊断系统。公司目前正联合行业伙伴积极推动CRISPR诊断的产业化!
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