CRISPR如何帮助我们赢得抗击Covid-19大流行的战斗

根据世卫组织最新统计数据，截止截至5月15日10时，全球新冠肺炎新增59206例，全球累计确诊新冠肺炎超过444万例，死亡人数超过30万例。随着大流行在全球的蔓延，研究人员正竞相开发诊断技术 、疫苗和治疗方法。为应对新型冠状病毒SARS-CoV-2，研究人员已经转向机器学习、人工智能和高通量实验自动化等来帮助研发。

其中，CRISPR被发现是可以加速这一进程的一个强大工具，CRISPR是存在于细菌中的一种基因组，该类基因组中含有曾经攻击过该细菌的病毒的基因片段。细菌透过这些基因片段来侦测并抵抗相同病毒的攻击，并摧毁其DNA。这类基因组是细菌免疫系统的关键组成部分。透过这些基因组，人类可以准确且有效地编辑生命体内的部分基因，也就是CRISPR/Cas9基因编辑技术。这种基因靶向和基因编辑技术，基于细菌自然对抗病毒的机制，已经证明对我们共同对抗这种新病毒很有用。

CRISPR推进Covid-19检测

SARS-CoV-2的早期检测对于隔离感染患者和管理医疗保健体系至关重要。最近，麻省理工学院的研究人员发布了一种基于CRISPR-Cas13的COVID-19快速检测方法。由于CRISPR几乎可以靶向任何基因序列进行修饰，因此可以用于检测患者样品中的SARS-CoV-2 RNA。这种检测方法利用靶向RNA的CRISPR核酸酶来帮助科学家在60分钟内从患者样本中检测出SARS-CoV-2 RNA。近期，麻省理工学院的研究人员开发了一种改进的检测方法，可以提供更快、更可靠的结果。

（图片：文章发表于Nature Biotechnology期刊）

（图片：SARS-CoV-2 DETECTR检测流程示意图）

利用另一种耐高温的名为AapCas12b 的CRISPR核酸酶，他们开发了一种测试方法，名为“DETECTR”。即一步将患者样本（如唾液）中的病毒RNA复制到更稳定的DNA中，然后特异性识别SARS-CoV-2基因序列。这一检测手段甚至可能在家里或工作场所使用，与怀孕检测试纸无异，它的价格便宜，不需要特定的实验室，并且可以在一小时内得到结果。用基于CRISPR的新方法补充现有检测可以扩大Covid-19检测的可及性，这也是世界卫生组织提出的通过“跟踪和追踪”努力阻止传播的一项关键战略。

CRISPR推进未来治疗方案的设计

此前，CRISPR的基因组工程能力一直致力于对抗遗传疾病。但最近它也被用于抗击传染病，包括新型冠状病毒。了解病原性疾病如何在宿主-病原体界面起作用，对于开发新的治疗方法至关重要。基于CRISPR的基因组工程帮助研究人员了解SARS-CoV-2如何与人类细胞相互作用，并生成合适的细胞模型，从而可以更快地发现可能提供治疗方案的潜在新疗法或现有药物组合。一旦确定了一种可能的治疗方法，CRISPR使下一步——药物靶点筛选——更有效，使我们更快地找到可行的治疗方案。而作为这种方法的一个实例，研究人员正在探索CRISPR是否可以用于验证最近发现的与SARS-CoV-2蛋白相互作用的人类基因的功能相关性。对这种新型病毒分子机制的研究最终有助于确定最有潜力治疗感染者的药物组合。除此之外，针对Covid-19大流行而进行的前所未有的创新将为未来改善人类健康奠定基础。此外，随着技术和理论的日趋成熟，基因工程靶向细胞疗法等新方法将成为未来应对全球健康挑战的工具包的一部分。

参考来源：

1.https://medcitynews.com/2020/05/how-crispr-can-help-us-win-the-fight-against-the-pandemic/

2.Broughton et al., (2020). CRISPR–Cas12-based detection of SARS-CoV-2. Nature Biotechnology, 

https://www.nature.com/articles/s41587-020-0513-4.pdf