Research press release

生物工学:CRISPR技術を用いたSARS-CoV-2の迅速診断ツール

Nature Biotechnology

Biotechnology: A rapid CRISPR-based diagnostic for SARS-CoV-2

CRISPR技術を用いてSARS-CoV-2を検出する迅速診断ツールについて報告する論文が、Nature Biotechnology に掲載される。この診断ツールは、約45分で結果が得られ、従来のRT-PCR検査に匹敵する精度を達成できる。

これまでに数々の大規模な感染症の流行が発生し、効果的な公衆衛生対策を可能にするような迅速で利用しやすい検査法が必要なことが明確になっている。しかし、現行のSARS-CoV-2検査法では、結果が出るまでに数時間から数日かかる。

今回、Charles Chiuたちの研究チームは、CRISPR–Cas12を利用した新しい検査法「SARS-CoV-2 DNA Endonuclase-Targeted CRISPR Trans Reporter(DETECTR)」について報告している。DETECTRは、COVID-19患者の呼吸器スワブから抽出したRNAからSARS-CoV-2を特定できる。この検査では、RNA検体を取り出してDNAに逆転写し、等温増幅法で増幅した後、CRISPR–Cas12を用いて、SARS-CoV-2のエンベロープ(E)とヌクレオカプシド(N)の遺伝子塩基配列の検出を行う。CRISPR–Cas12は、ウイルスの存在を確認するレポーター分子を切断する。Chiuたちが、COVID-19患者(36人)とその他の呼吸器疾患患者(42人)の臨床検体を使って、この検査法を検証したところ、米国疾病管理予防センターで使用されている逆転写(RT)-PCR検査と比較して、陽性予測一致率95%、陰性予測一致率100%が達成された。

RT-PCR検査は、数時間を要し、特別な機器と特殊な加熱・冷却サイクルを必要とする。これに対して、DETECTRは、2つの決まった温度で実施され、約45分後に検査紙に結果が表示され、家庭用妊娠検査薬のように、目で見て確認できる。

A rapid CRISPR-based diagnostic tool for the detection of SARS-CoV-2 is reported in Nature Biotechnology. This diagnostic tool can return a result in about 45 minutes with comparable accuracy to that of conventional RT-PCR testing.

Previous large-scale epidemics have highlighted the need for rapid and accessible testing to enable an effective public health response. However, current tests for SARS-CoV-2 take several hours to several days to generate results .

Charles Chiu and colleagues report a CRISPR–Cas12-based test that can identify SARS-CoV-2 in RNA extracted from respiratory swabs of COVID-19 patients. The test, named SARS-CoV-2 DNA Endonuclease-Targeted CRISPR Trans Reporter (DETECTR), takes the sample RNA and reverse transcribes it into DNA. It is then multiplied by a technique called isothermal amplification. The SARS-CoV-2 envelope (E) and nucleocapsid (N) gene sequences can then be detected using CRISPR–Cas12, which cleaves off a reporter molecule that confirms the presence of the virus. The authors tested the system on clinical samples from 36 patients with COVID-19 and 42 with other respiratory illnesses. The test achieved a 95% positive predictive agreement and 100% negative predictive agreement when compared to the RT-PCR test used by the US Centers for Disease Control and Prevention.

Unlike the RT-PCR test, which can take several hours and requires special equipment and cycles of heating and cooling, DETECTR is carried out at two fixed temperatures and provides results on a visual readout strip, similar to the one in a home pregnancy test, in about 45 minutes.

doi: 10.1038/s41587-020-0513-4

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