近日,上海交通大学医学院附属仁济医院检验科李敏教授与汪骅教授团队在国际知名学术期刊《Military Medical Research》(中科院一区,Top期刊,IF=22.9)发表题为《CRISPR-based assays for the detection of BK virus and JC virus infections post-kidney transplantation》的研究。该研究创新性地开发了一种名为ddCRISPR的双靶标液滴定量检测平台,实现了对肾移植术后患者病毒载量的精准监测;同时提出了一种基于试纸条的LFCRISPR检测方法,为病毒的早期筛查及居家检测提供了新思路。
肾移植术后,BK病毒(BKV)和JC病毒(JCV)感染是影响移植肾功能及威胁受者长期生活质量的重要因素,因此对上述病毒进行早期检测及术后监测具有重要意义。然而,传统检测方法对实验室条件、仪器设备及操作人员的专业水平要求较高,限制了其在基层医疗机构的广泛应用。研究团队首先构建了基于RPA-CRISPR/Cas13a的反应体系,实现了BKV和JCV的一锅法检测。进一步将该反应体系与双通道液滴微流控芯片相结合,开发出一种新型双靶标定量检测方法(Dual-droplet microchip integrated with RPA-CRISPR, ddCRISPR)。实验结果表明,该方法可分别检测低至10拷贝/mL的BKV和1拷贝/mL的JCV,且两种靶标之间具有良好的特异性及精准的定量检测能力,初步满足临床检测需求。
图1 ddCRISPR检测方法及性能验证
2.ddCRISPR临床应用性能评估为验证ddCRISPR在临床检测中的实际应用效果,研究采用ddCRISPR与qPCR同步检测125例来自肾移植患者及健康体检者的血浆或尿液样本。结果显示,两种检测方法之间具有高度一致性与相关性。此外,研究还对一名接受肾移植手术的患者进行了为期半年的病毒载量动态监测,并同步纳入一项反映肾功能早期损伤的指标—尿白蛋白肌酐比(UACR)进行对比分析。结果表明,病毒载量变化趋势与UACR变化趋势基本一致,提示ddCRISPR不仅具备良好的定量检测能力,还具有评估肾移植术后患者预后的潜力。
图2. ddCRISPR用于实时监测肾移植术后患者病毒载量
为助力肾移植术后患者病毒感染的早期筛查与居家检测,本研究结合RPA-CRISPR/Cas13a一锅法反应体系与测流层析试纸条技术,开发了一种名为Lateral Flow Strip integrated with RPA-CRISPR(LFCRISPR)的检测方法。实验结果显示,该方法可检测低至100拷贝/μL的BKV或JCV。在临床样本检测中,LFCRISPR与qPCR检测结果具有高度一致性。此外,该方法能够有效区分阳性与阴性样本,便于实现快速、可视化的结果判读。
图3. LFCRISPR检测方法的建立和临床样本验证
本研究第一作者为上海交通大学医学院附属仁济医院检验科硕士研究生刘宇,共同第一作者为仁济医院检验科硕士研究生徐靖嵩;通讯作者为仁济医院检验科汪骅教授、李敏教授、刘倩教授以及上海市临床公共卫生中心李顺教授。研究工作得到了国家自然科学基金和上海交通大学医工交叉项目的资助。未来,研究团队将进一步拓展该检测平台在其他移植相关病毒及多种生物标志物检测中的应用,推动移植患者术后感染的精准检测与早期防控,为提升病原体快速检测能力提供有力支撑。
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