10 分钟内出结果!全新检测法为幽门螺杆菌治疗 “精准导航”

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来源:徐礼龙
2025-02-27 17:31:31
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核心提示:近日,中国研究团队开发了一种名为Cas14VIDet(Cas14-based Visual Instant Detection)的新型检测技术,该技术结合了超快速PCR和CRISPR/Cas14系统,实现了对耐药基因的快速、高灵敏度和高特异性检测,为个性化治疗幽门螺杆菌感染提供了新的解决方案。

  幽门螺杆菌是一种革兰氏阴性菌,感染全球近一半人口,是胃癌等胃部疾病的关键致病因素。然而,由于菌株变异和抗生素耐药性增加,幽门螺杆菌的根除成功率较低。目前,临床检测幽门螺杆菌耐药性的方法包括抗生素敏感性测试和耐药基因检测,但这些方法存在耗时长、成本高、操作复杂等问题,限制了其广泛应用。

  近日,中国研究团队在Biosensors and Bioelectronics期刊上发表了题为 :Cas14VIDet: A visual instant method free from PAM restriction for antibiotic resistance bacteria detection论文。

  科研团队将超快速 PCR 与 CRISPR/Cas14 技术相结合,构建了 Cas14VIDet 平台。该平台以 CRISPR/Cas14 为核心,利用与目标序列互补的 gRNA 引导 Cas14 蛋白识别并切割目标核酸,结合荧光报告分子实现可视化检测。与传统 CRISPR 检测系统不同,Cas14VIDet 无需 PAM 序列,可精准识别单核苷酸多态性,检测灵敏度接近单菌落水平。整个检测过程在 10 分钟内即可完成,且结果可直接用肉眼观察。

  图 1:呈现 Cas14VIDet 基于 “CRISPR/Cas14” 快速可视化检测幽门螺杆菌左氧氟沙星耐药基因的流程。

  研究人员对 Cas14VIDet 进行了全面评估。首先,通过引入单核苷酸错配评估 Cas14 的单碱基识别能力,筛选出性能最佳的 24-nt gRNA。接着,优化超快速 PCR 和 CRISPR/Cas14 切割系统,确定了最佳反应条件。针对幽门螺杆菌的 GyrA 耐药基因,设计了多种 gRNA 进行检测,结果显示该平台能有效区分耐药菌株和野生型菌株,特异性强。在灵敏度测试中,Cas14VIDet 可检测到极低浓度的细菌,与 qRT-PCR 灵敏度相当。

  图 2:展示不同长度 gRNA 下 CRISPR/Cas14 对单核苷酸错配的识别能力探究结果。

  图 3:展示优化超快速 PCR 及 CRISPR/Cas14 切割系统反应时间,验证 Cas14VIDet 系统可行性的实验结果。

  临床样本检测是对该平台的关键考验。研究人员对 50 例经免疫组化确诊感染幽门螺杆菌的临床样本进行检测,并与测序结果对比。结果令人惊喜,Cas14VIDet 检测幽门螺杆菌对左氧氟沙星耐药基因的灵敏度、特异性和准确性均达到 100%。

  图 4:以 GyrA 基因为例,展示 Cas14VIDet 检测幽门螺杆菌耐药基因能力及特异性的实验结果。

  图 5:呈现通过检测不同浓度幽门螺杆菌,测试 Cas14VIDet 系统灵敏度的结果

  图 6:展示 Cas14VIDet 检测临床样本中幽门螺杆菌左氧氟沙星耐药基因可靠性的评估结果。

  与现有检测方法相比,Cas14VIDet 优势明显。它特异性强,能精准检测单核苷酸变异;检测时间大幅缩短,操作简单,无需复杂仪器和专业人员;采用油层隔离的一体化反应流程,降低了核酸污染风险。不过,该研究也存在一定局限性,如仅测试了左氧氟沙星的耐药突变位点,样本量相对较小。

  尽管如此,Cas14VIDet 依然展现出巨大的应用潜力。未来,随着样本量的扩大和对其他抗生素耐药基因检测的研究,这项技术有望从基础研究走向广泛的临床应用,为全球幽门螺杆菌感染的个性化治疗提供有力支持。

  参考文献:

  [1] Agar M, Laabei M, Leese H S, et al. Aptamer-molecularly imprinted polymer sensors for the detection of bacteria in water[J]. Biosensors and Bioelectronics, 2025.272:117136.

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