发热伴血小板减少综合征病毒(SFTSV)是一种新兴的蜱传病毒,可引发严重的发热伴血小板减少综合征(SFTS),患者常出现高热、血小板下降、多器官损伤等症状,重症病例致死率高达30%。由于缺乏有效的特异性药物和快速检测手段, SFTSV感染被世界卫生组织列为十大亟待关注的传染病之一。因此,早期诊断仍是临床防控的关键环节。
近日,天津大学医学部生命科学学院、天津大学合成生物技术国家重点实验室的王涛教授团队在国际期刊《Sensors and Actuators: B. Chemical》(中科院一区Top期刊)在线发表题为 “A temperature-controlled one-pot CRISPR/Cas12b combined with ERA detection system in SFTSV detection” 的研究论文,报道了一种基于温度控制的CRISPR一锅法检测新体系(Temperature-Controlled One-pot Detection,简称 TCOD),为SFTSV的快速诊断提供了高灵敏度、低成本的新方案。

该研究创新性地将等温重组酶扩增技术(ERA)与CRISPR/Cas12b系统整合在同一反应管中,通过温度调控实现扩增与检测的时序分离。具体而言,在37°C阶段进行目标核酸的等温扩增,而在60°C阶段激活Cas12b的切割反应,从而完成信号放大与检测的“一锅法”整合。该设计巧妙地利用了Cas12b在低温下酶活受抑的特性,仅需通过温度切换即可实现系统自动切换,避免了传统两步法中移液导致的污染风险,也无需额外的化学改造或复杂调控。

TCOD检测原理
通过对探针浓度、RNP复合物比例、扩增体系体积及反应时程等反应参数系统优化,研究团队显著提升了检测灵敏度和体系稳定性。最终建立的TCOD体系能够在单管内完成扩增与检测,实现对SFTSV单拷贝靶标的灵敏识别,整个检测流程仅需45分钟即可获得结果。

系统优化反应参数
研究人员利用52份临床血清样本对该体系进行了验证,TCOD与实时荧光定量PCR(qPCR)结果的符合率达100%,充分证明了其准确性和可靠性。同时,TCOD体系的检测结果可在蓝光照射下直接通过肉眼观察区分阳性与阴性样本,展现出优异的现场可操作性和直观可视化特征,适合用于基层及应急检测场景。


临床样本检测及可视化结果
值得一提的是,该体系采用冻干预混保存策略,稳定性高,便于运输和储存,可广泛应用于基层医疗、口岸检疫、疫情应急监测等场景,为资源受限地区提供便携、高效的分子诊断工具。本研究不仅为SFTSV的快速检测提供了新思路,也为CRISPR分子诊断平台的温度调控设计提供了新的范式。未来,该体系有望扩展至多种病原体的快速检测与现场监测中,为传染病的早期防控提供重要支撑。
天津大学生命科学学院硕士研究生林泽清为论文第一作者,博士后黄梦倩、硕士研究生崔璐娜、博士研究生刘子翔等为共同作者。天津大学医学部生命科学学院、天津大学合成生物技术全国重点实验室王涛教授为论文通讯作者。该工作得到了国家自然科学基金(32470146,32170144)的支持。
原文链接:
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0925400525018258