突如其来的新冠疫情打乱了全世界的生活节奏，与此同时，COVID-19全球大流行对人类的经济发展和社会秩序造成的负面影响也愈发严重，生活压力和失业风险的骤增也在无形中扩大了新冠病毒的破坏力。截止目前，全球累计确诊病例数已超过6700万例，累计死亡人数超过150万人。
在新冠病毒检测上，人们通常要等上几天才能得到结果，甚至在实验室测试处理过程中有积压的情况下要等更长的时间。而且，由于大多数感染者症状轻微或没有症状，但其携带病毒，情况更加恶化。
2020年12月4日，加州大学的研究人员在国际顶刊" Cell "上在线发表了题为"Amplification-free detection of SARS-CoV-2 with CRISPR-Cas13a and mobile phone microscopy"的研究，该研究描述了一种基于CRISPR的新冠病毒检测技术，它使用智能手机摄像头在5分钟出阴、阳性结果，30分钟内提供准确的结果，该检测方法可以提供快速、低成本的检测，帮助控制COVID-19的传播。
该研究的新方法不仅可以测试阳性或阴性结果，还可以测量给定样本中的病毒载量。这项技术是与加州大学生物工程博士Daniel Fletcher以及Jennifer Doudna合作设计的，Doudna最近因共同发现CRISPR-Cas基因组编辑技术而获得了2020年诺贝尔化学奖。
目前的COVID-19检测使用一种叫做定量PCR的方法，是检测金标准。然而，使用这种技术检测SARS-CoV-2的一个问题是它需要DNA。冠状病毒是一种RNA病毒，这意味着要使用PCR方法，病毒RNA必须首先转化为DNA。此外，这项技术依赖于两步化学反应，包括一个扩增步骤，以提供足够的DNA使其可检测。因此，当前的测试通常需要经过培训的用户、专用试剂和笨重的实验室设备，这严重限制了检测的过程，并导致检测结果的延迟。
迄今为止，所有的CRISPR诊断都要求病毒RNA在被检测之前转化为DNA并进行扩增，这增加了时间和复杂性。相比之下，该研究使用的方法跳过了所有的转换和扩增步骤，使用CRISPR直接检测病毒RNA。
该研究使用了切割RNA的Cas13，而不是众所周知的CRISPR蛋白质Cas9。
在测试中，Cas13蛋白与一个分子结合，这个分子在切割时变成荧光，然后与来自鼻拭子的患者样本混合。测试样本被放置在一个连接到智能手机的设备中，如果样本中含有来自SARS-CoV-2的RNA，Cas13将被激活并切断分子，从而产生荧光信号。然后，智能手机的摄像头就变成了显微镜，可以检测到荧光并报告拭子检测出病毒呈阳性。
该检测方法的独特之处在于它使用一步反应直接检测病毒RNA，而不是传统PCR检测中的两步反应，同时也不需要复杂的检测设备。它还能测试产生定量的测量结果，而不是简单的阳性或阴性。
当科学家们用病人样本测试设备时，证实了它可以很快的出具检测结果。事实上，该设备在不到5分钟内就准确地检测到一组阳性样本。对于病毒载量低的样本，该设备需要30分钟才能将其与阴性测试区分开。
基于CRISPR的测试不仅为快速测试提供了一个很有前途的选择，而且通过使用智能手机和避免对笨重的实验室设备的需要，使它变得便携，并最终提供给医疗点甚至家庭使用。而且，它还可以扩展到诊断SARS-CoV-2以外的其他呼吸道病毒。
研究人员说，检测方法可以适用于各种手机，使这项技术更容易获得。此外，智能手机摄像头的高灵敏度，加上它们的连接性、GPS和数据处理能力，使它们能够成为低资源地区诊断疾病的有效工具。
论文链接：
https://doi.org/10.1016/j.cell.2020.12.001
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