近日,上海交通大学医学院-国家热带病研究中心全球健康学院殷堃和修乐山团队在国际期刊Chemical Engineering Journal (If=15)在线发表了题为“CRISPR-based platform for clinical diagnosis of Neisseria gonorrhoeae and simultaneous tracking of ceftriaxone-resistant FC428 clone”的研究论文。该研究构建了一种基于RPA-CRISPR技术的等温检测平台,实现简便、灵敏、特异的淋病奈瑟菌检测及耐药克隆追踪,为开发病原体及其耐药性的双重检测方法提供技术支撑。

淋病是由淋病奈瑟菌(Neisseria gonorrhoeae,NG)感染引起的一种常见的性传播疾病,位列细菌性性传播疾病的第2位。目前,头孢曲松作为推荐的一线治疗药物,在全球范围内被广泛用于淋病的治疗。然而,淋病奈瑟菌对头孢曲松的耐药性正在上升,特别是2015年在日本首次发现的FC428克隆株,其耐药性问题已经引起了国际关注,并迅速在多个国家扩散和传播。因此,针对FC428克隆的高灵敏,高特异性检测,对于确保精确检测,检测和追踪头孢曲松耐药性的国际传播至关重要。
传统的基于培养的抗生素敏感性测试(AST)方法虽然能够提供准确的结果,但操作复杂且耗时较长,通常需要24至48小时才能读取结果,不适用于淋病奈瑟菌耐药性的临床及时诊断。与之相比,无需培养的核酸扩增检测技术以其快速的周转时间、高敏感性和特异性,在抗生素耐药性检测中显示出明显的优势,广泛应用于鉴定质粒介导的或染色体介导的抗生素耐药性。在分子诊断领域,基于CRISPR/Cas系统的检测方法已成为分子诊断技术开发重点。与等温扩增方法如RPA联用可提升基于CRISPR检测的灵敏度。应用这一技术开发高效的微生物耐药性检测工具,有助于指导临床医生制定更有效的治疗方案,减缓耐药性的进一步发展。基于此,本研究构建了一个基于CRISPR-RPA技术的便携检测平台(E-card)。该平台能够在40分钟内完成对淋病奈瑟菌及其头孢曲松耐药克隆FC428的检测,准确率与PCR测序方法相当。此外,通过简易的小型微流控平台,E-card实现了空间维度分隔,解决了RPA-CRISPR体系不兼容问题。这一平台的开发对于及时有效的临床诊断、合理使用抗生素、减少治疗时间以及降低公共卫生负担具有重要意义。

上海交通大学医学院-国家热带病研究中心全球健康学院硕士研究生王晨曦为本文的第一作者,中国医学科学院/北京协和医学院病原生物学研究所新型诊断技术研究转化中心主任彭俊平和上海交通大学医学院-国家热带病研究中心全球健康学院修乐山助理研究员、殷堃研究员为本文的共同通讯作者。本研究得到国家自然科学基金项目、上海市自然科学基金项目、上海浦江计划、中国医学科学院医学与健康科技创新工程、美国中华医学基金会以及海南省重点研发项目的基金支持。