检测SARS-CoV-2的新测试，无论病毒是否发生了变异

由新加坡南洋理工大学(NTU Singapore)领导的一个科学家团队开发了一种利用CRISPR的诊断测试，即使在经历了突变后，也可以检测出导致COVID-19的病毒。由于病毒有能力随时间进化，一种对潜在突变具有强大抗力的诊断测试是跟踪和抗击大流行的关键工具。

　　

由新加坡南洋理工大学(NTU Singapore)领导的一个科学家团队开发了一种诊断测试方法，可以在病毒发生突变后检测出导致COVID-19的病毒。

新测试名为VaNGuard（Variant Nucleotide Guard的简称），利用了CRISPR基因编辑工具，这种工具被广泛用于科学研究，在实验室条件下改变DNA序列和修改人类细胞的基因功能，最近还被用于诊断应用。

由于病毒有能力随时间进化，一种对潜在突变具有强大抗力的诊断测试是跟踪和抗击大流行的关键工具。到目前为止，SARS-CoV-2出现了数千种变种，其中一些已经在英国、南非和巴西广泛传播。

然而，领导这项研究的南洋理工大学副教授Tan Meng How说，新毒株的基因序列变异可能会阻碍一些诊断测试检测病毒的能力。

除了在SARS-CoV-2突变时也能检测出它的能力之外，VaNGuard测试还可以在临床环境中对粗患者样本使用，而不需要RNA纯化，并在30分钟内产生结果。这是金标准聚合酶链反应(PCR)测试所需时间的三分之一，后者需要在实验室设备中纯化RNA。

由南洋理工大学领导的科学家团队希望，VaNGuard测试可以部署在快速确认个人COVID-19状态的环境中。

南洋理工大学化学与生物医学工程学院的Tan副教授说:“病毒非常聪明。它们可以变异、编辑或重组它们的遗传物质，这意味着诊断测试可能无法捕捉到它们。因此，我们花了相当大的努力来开发一种强大而敏感的检测方法，即使病毒改变了它们的基因序列，也能捕获病毒。此外，频繁检测对于帮助阻止病毒在人群中传播至关重要，因此我们开发了快速和负担得起的检测方法，使它们能够在资源贫乏的环境中部署。”

这些发现发表在3月19日的科学杂志《Nature Communications》上。

该研究小组已经为VaNGuard试验申请了专利。

下一步，他们计划进行进一步的实验，进一步完善他们的诊断试剂盒，获得相关部门的监管批准，并与诊断公司合作将他们的检测商业化。

用一把“分子剪刀”来检测病毒

VaNGuard试验依赖于一种含有enAsCas12a的反应混合物，enAsCas12a是Cas12a酶的一种变体，其作用就像一把“分子剪刀”。

enAsCas12a酶的“编程”是针对SARS-CoV-2遗传物质的特定片段，并从病毒基因组的其余部分剪断它们。成功剪断片段是这种酶“检测”病毒存在的方式。这种编程是由两种被称为“引导RNA”的不同分子完成的，它们被设计用来识别SARS-CoV-2基因组上的特定位点。

科学家们决定使用两种引导RNA，它们可以识别SARS-CoV-2变种之间极其相似的序列，同时也是该病毒特有的序列。通过计算预测，每一种引导RNA可以识别迄今为止全世界已测序的数千种SARS-CoV-2分离株中的99.5%以上。

Tan解释说:“结合两个或更多的引导RNA和enAsCas12a酶可以确保如果其中一个引导RNA由于突变而不能引导它到病毒的正确片段另一个引导RNA仍然可以‘挽救’这种不匹配。”

当在样本中检测到SARS-CoV-2病毒或其变体时，工程化的Cas12酶变体enAsCas12a变得高度激活，并开始切割样本中其他可检测的遗传物质，包括添加到反应混合物中的荧光染料标记的分子。

当分子被切割时，它开始发光。这种光是由一台微型平板阅读器（microplate reader）采集的，这是一种实验室仪器，可以检测和量化分子发出的光子。

来自新加坡科学、技术和研究机构（A*STAR）新加坡基因组研究所的Tan副教授解释说：“如果病毒存在，分子就会发光。如果没有，就意味着病毒不会引起分子剪刀的过度激活。”

使VaNGuard测试易于使用

为了使这项测试在被批准推出后更容易使用，科学家们将这项测试整合到一个经过特殊处理的纸条中，纸条看起来类似于怀孕测试。

将纸条浸入含有粗样品和反应混合物的管中。当SARS-CoV-2病毒或其变种出现时，纸条上会出现两条强带。在没有病毒的情况下，只会出现一条带。

科学家们通过合成一个与已知SARS-CoV-2变种具有相同突变序列的RNA样本，验证了VaNGuard试验检测SARS-CoV-2变种的能力。

他们在测试中加入不同量的合成样品，当纸条浸入每个反应混合物中时，观察到两条很强的条带。这表明VaNGuard测试对突变的病毒序列具有很强的稳定性。科学家们还开发了一款手机应用程序，以方便解读纸条。

这款VaNGuard测试是由南洋理工大学化学与生物医学工程学院、生物科学学院、计算机科学与工程学院、国立大学卫生系统和A*STAR的科学家开发的。

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