基於核酸的檢測方法，確實具有足夠的敏感性，檢測速度也夠快，但往往需要大量的樣本和昂貴的設備；抗原檢測倒是對設備要求不高，但是特異性差了些，過程更是漫長。
無論是不是這些傳播極快、疫情嚴重的疾病，理想的檢測方法都應該兼顧敏感性和特異性，速度要快，費用要低，最好能夠同時比對多個對象，同時對設備、技術、資源的要求也要儘可能低。
2019年12月，中國湖北省武漢市發生了一系列急性呼吸道疾病，現在稱為新型冠狀病毒感染的肺炎。該疾病已從武漢迅速傳播到其他地區。截至2020年1月31日，中國共確診9692例NCP【新型冠狀病毒感染的肺炎】病例。國際上已在24個國家和5大洲報告了病例。2020年1月3日，在武漢市一名患者的支氣管肺泡灌洗液樣本中發現了2019年新型冠狀病毒（2019-nCoV），並被確認為造成這種疾病的原因。NCP全基因組測序和系統發育分析表明，2019-nCoV與與人類嚴重急性呼吸綜合徵（SARS）和中東呼吸綜合徵（MERS）相關的β冠狀病毒截然不同。
2019-nCoV具有以下特徵：冠狀病毒家族，並被歸類於beta冠狀病毒2b譜系。 2019-nCoV與蝙蝠冠狀病毒非常相似，據推測蝙蝠是主要來源。儘管仍在調查2019-nCoV的起源，但目前的證據表明，是通過在華南海鮮批發市場非法出售的野生動物的傳播造成的。
Science 封面
CRISPR技術是在20世紀90年代初發現的，並在7年後首次用於生物化學實驗，在2013年2月15日，張鋒等人將CRISPR/Cas9系統成功應用於哺乳動物和人類細胞的基因編輯，此後迅速成為人類生物學、農業和微生物學等領域最流行的基因編輯工具。
世界上許多最常見或致命的人類病原體都是RNA病毒（例如2019-nCoV，埃博拉病毒，寨卡病毒，艾滋病病毒，流感病毒等），然而，這些病毒中只有2.5%具有可被Cas9靶向的DNA中間體，因此，使用RNA和DNA靶向的Cas9同源物顯然不太可能滿足這一需求，因為它們的RNA切割效率較低，並可能對細胞DNA產生脫靶效應。此外，這些致命的RNA病毒大多數沒有FDA批准的治療方法。因此，迫切需要開發新的抗病毒方法。
本項研究引入了一種新的樣品處理方法，
告別了實驗室內繁複的核酸提取工作，使得新技術能夠直接在患者唾液和血清樣本中檢測到病毒，同時依舊保持著1個拷貝/微升的靈敏度。該技術也能夠更容易、快速地區分幾種相關的類似病毒（如寨卡、登革熱、黃熱病毒和西尼羅河病毒），這些病毒引起的症狀相似，對辨明疫情特別有用！ 此圖會動
基於此前研究的基礎，檢測結果可以直觀地展示在試紙上，整個過程只需要不到2個小時。這意味著，不需要複雜的設備，不需要高端的技術人員，在疫情來臨時，普通的醫務人員即可在現場快速確認毒株！
2019年10月10日，麻省理工學院和哈佛大學Broad研究所的Pardis C. Sabeti、張鋒等人在Cell 子刊 Molecular Cell 雜誌發表了題為：Programmable Inhibition and Detection of RNA Viruses Using Cas13 的研究論文。
研究人員將Cas13的抗病毒活性與其診斷能力結合起來，建立了一個強大和快速可編程的診斷和抗病毒系統，命名為CARVER (Cas13輔助的病毒表達和讀出限制)，以檢測和消滅人類細胞中基於RNA的病毒。該系統將來可能用於診斷和治療病毒感染(包括由新病毒和新興病毒引起的感染)。
為了探索新的抗病毒策略，研究人員將重點放在了Cas13上，它可以天然地靶向細菌中的病毒RNA。該酶可被編程去靶向RNA的特定序列，幾乎沒有限制，並且相對容易進入細胞，而且，Cas13已由包括Broad 研究所核心成員張鋒在內的研究人員在哺乳動物細胞中進行了充分研究。
研究人員通過實驗
測試了Cas13在分別感染了三種不同RNA病毒的人類細胞中的活性：淋巴細胞性脈絡叢腦膜炎病毒(LCMV)、甲型流感病毒(IAV)和皰疹性口炎病毒(VSV)。研究人員將Cas13基因片段和一種工程化的引導RNA導入細胞，24小時後，將細胞暴露在病毒中。再過24小時後，Cas13酶使細胞培養中的病毒RNA水平降低了多達40倍。
研究小組進一步研究了Cas13對病毒感染性的影響——換句話說，剩餘的病毒有多少可以繼續感染人類細胞。數據表明，在病毒暴露8小時後，Cas13將流感病毒的傳染性降低了300多倍。
為了增加診斷需求，研究人員還採用了基於Cas13的核酸檢測技術SHERLOCK（specific high-sensitivity enzymatic reporter unlocking）。這個三合一的CARVER系統可以快速測量樣品中病毒RNA的剩餘水平。
注：SHERLOCK，由張鋒開發並命名，同時，SHERLOCK是神探夏洛克·福爾摩斯（Sherlock Holmes）的名字。張鋒簡直是起名大師，總是能把名字和功能結合的這麼完美。CARVER，Cas13-assisted
restriction of viral expression and readout，同時，CARVER也有雕刻師的意思。SHERLOCK術基於CRISPR/Cas13a系統，並結合重組聚合酶擴增技術（RecombinasePolymerase Amplification，RPA），能夠對樣本中痕量的核酸在恆溫條件下進行大量擴增，從而滿足Cas13a的檢測需求。
該研究的第一作者 Catherine Freije 表示：“Cas13可以是一種研究工具，來探索人類細胞中病毒生物學的許多方面，它也可能是一種臨床工具，用於診斷樣本，治療病毒感染，並衡量治療的有效性——所有這些都能讓CARVER在新的或耐藥性病毒出現時迅速適應和應對。”
參考內容：
http://science.sciencemag.org/content/360/6387/444
https://doi.org/10.1016/j.molcel.2019.09.013
http://science.sciencemag.org/content/360/6387/439
閱讀更多 愛科學愛自然 的文章
