撰文 | 十一月
目前，新型冠状病毒在全球肆虐，截止目前全球感染人数已超过300万。对于患者样品的检验成为各个国家中抗疫压力极大的一环。
为了解决这一问题，2020年4月29日，美国Broad研究所Cameron Myhrvold与Paul C. Blainey研究组合作在Nature发文题为Massively multiplexed nucleic acid detection using Cas13，建立了一个核酸检验平台CARMEN (Combinatorial Arrayed Reactions for Multiplexed Evaluation of Nucleic acids)，可以对包括新型冠状病毒在内的多种病原体进行大规模的检验，对于病人和公共卫生安全大有裨益。
传染病是对人类健康和全球安全的极大威胁，但是目前已知绝大多数病原微生物还没有广泛可用的分子检测方法，这限制了人们对于传染病的诊断和检测。目前能够感染人类的病毒中类中，仅有39（目前已经对576种病原体进行了测序，其中169种全基因组序列已经发表）种病原体具有标准的诊断结果。虽然目前科学家们在实验室开发各种测试方式尝试在临床方面进行使用，但是这些测试方式的运转周期时间长而且很少能够进行大规模的检验，用于及时告知患者、卫生部门和决策人员以抑制和减轻疫情。
为了建立一种可扩展的、高通量的且方法易行、造价低廉的检测方法，作者们建立了一种微孔阵列（Microwell array）自组装系统进行组合病原体检验。通过测序或微阵列杂交的综合疾病检测提供了关于病原体基因型和进化的详细信息，但由于样品准备步骤繁复、制备的成本较高，难以大规模实施【1】。同时作者们的设想是基于CRISPR的核酸检验【2,3】可以集成到微孔阵列系统中，对许多放大的样品进行平行检验。
图1 CARMEN-Cas13大规模核酸检验平台以及工作流程
CARMEN-Cas13的输入部分是通过PCR或重组酶聚合酶扩增(Recombinase Polymerase Amplification, RPA)和Cas13检测混合扩增的样品，其中包含Cas13、一个序列特异性CRISPR RNA (crRNA)和一个剪切报告因子（Cleavage reporter）。每个扩增放大过的样品会与荧光编码（Fluorescent color code）相结合，作为光学鉴定的符号（图1）。
为了检验CARMEN-Cas13检验平台的高效性和大规模施用的能力，作者们对已知的169个的几十个样本进行选择性和同时性的测试。同时，由于新冠病毒疫情在全球的爆发，作者们快速地将新的检测方式与融合进入该检验平台之中，证明了该技术能够极大的适应目前真实世界中遇到的公共卫生挑战。作者们通过使用大规模产能芯片（Massive-capacity chip, mChip），能够同时对超过400个新冠病毒的样品进行检测。
总的来说，Cameron Myhrvold与Paul C. Blainey研究组的工作通过增加样品检测量、减少测试使用试剂以及样品消耗等方式使得CARMEN-Cas13平台能够在更大的动态变化范围内以更低的造价对样品进行检测，同时也增强了基于CRISPR的核酸检测技术在实际应对公共卫生事件的实用性。CARMEN-Cas13平台开启了基于CRISPR技术的大规模临床检验的时代，这是迈向常规、全面疾病监测 以改善患者护理和公共卫生的关键一步。期待全球新型冠状病毒疫情早日过去！
原文链接：
https://doi.org/10.1038/s41586-020-2279-8
