基于CRISPR技术检测非洲猪瘟病毒的研究

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非洲猪瘟(African Swine fever,ASF)是由非洲猪瘟病毒(African Swine fever virus,ASFV)引起的急性、烈性传染病,可感染所有年龄段和品种的家猪和野猪,致死率接近100%。自1921年发现ASFV以来,该病已席卷全球。截止目前,ASF已在我国流行2年以上,且造成了逾百亿的直接经济损失。然而,市场上尚未出现针对ASF的商品化疫苗及有效的治疗方法,所以目前主要依靠快速诊断及时发现疫情,并通过扑杀等传染病防控手段来控制该病的传播。综上所述,开发灵敏、快速、特异且便捷的检测ASFV的方法对ASF的监测和防控具有重大意义。近期研究发现,CRISPR-Cas13a蛋白具有附带切割活性(切割靶标RNA之后还可非特异性切割其他单链RNA),该蛋白可用于单核苷酸多态性分析、病原体检测、耐药性分析及基因突变的检测。进一步将重组聚合酶等温扩增(Recombinase polymerase amplification,RPA)与Cas13a介导的附带切割反应相结合,通过检测RNA报告基团,可在极低拷贝水平检测到靶标核酸分子。基于上述检测技术,本研究建立了两种快速检测ASFV的方法,分别是基于qPCR和基于试纸条的RPA-CRISPR检测方法。其中,基于qPCR的RPA-CRISPR检测方法利用实时定量PCR仪检测CRISPR-Cas13a切割RNA报告基团所产生的荧光信号。该方法能够检测到单个拷贝的ASFV质粒或基因组DNA,比传统qPCR方法更灵敏,并且检测其他猪病的病原体时无交叉反应,如猪繁殖与呼吸综合征病毒(PRRSV)和猪瘟病毒(CSFV)等。本研究利用基于qPCR的RPA-CRISPR检测方法检测了52份ASF临床样品,检测过程耗时1 h~1.5 h,检测结果与TaqMan qPCR的检测结果一致,阴阳性符合率为100%。另外,基于试纸条的RPA-CRISPR方法通过侧流层析试纸条对结果进行判读,无需特殊设备,适用于临场检测。试纸条方法的敏感性与TaqMan qPCR检测方法相当,可达到10 copies/μL,并且检测其他猪病病原时也无交叉反应。同样地,在检测实际临床样品时,该方法耗时1.5 h,阴性样品检测结果与TaqMan qPCR方法的检测结果一致,阳性样品符合率为70%。综上所述,RPA-CRISPR是一种快速、灵敏且特异的ASFV诊断方法,为ASFV的诊断提供了新的思路,在养猪业和食品安全的临床检疫中具有很大的应用潜力。
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