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中国科学院广州生物医药与健康研究院李志远团队通过环介导等温扩增（LAMP）结合最新的CRISPR/Cas12a技术，提出针对高致病性幽门螺旋杆菌菌株的高敏感度检测方法。该方法仅需检测唾液样本，便可快速精准检测出感染该菌株的阳性病人。近日，相关研究成果以Harnessing enhanced CRISPR/Cas12a trans-cleavage activity with extended reporters and reductants for early diagnosis of Helicobacter pylori, the causative agent of peptic ulcers and stomach cancer为题，发表在Biosensors and Bioelectronics上。
幽门螺杆菌感染是慢性胃炎、消化性溃疡的主要致病因子，且与胃癌、胃黏膜相关淋巴组织（MALT）淋巴瘤等疾病密切相关。多数幽门螺杆菌感染者遵医嘱进行多联疗法可根治，但多数感染患者早期几乎无症状，易被忽视。此外，并非所有幽门螺杆菌感染者均会发病，具有细胞毒素相关蛋白（CagA）和空泡毒素（VacA）表达的菌株才是胃部炎症、溃疡及胃癌的相关菌株。因此，临床上迫切需要快速、精准、高特异性和高灵敏度的现场检测方法，来帮助预防高致病性幽门螺杆菌的传播、对已患病人群的实时监测和诊断。
目前，临床幽门螺杆菌的检测方法主要依赖组织学或幽门螺杆菌培养、UBT（13C或14C-尿素呼气试验）和血清学检测，但这些方法因具有明显的缺点而影响推广应用。相比而言，李志远团队采用的环介导等温扩增（LAMP）技术已被证明比PCR更敏感（100倍），并在恒温（65℃）下使用简单的水浴就可快速获得检测结果。另外，研究显示，结合CRISPR/Cas技术可进一步提高其检测灵敏度，并减少非特异性扩增。具体而言，该方法通过新型优化扩展ssDNA报告基因加上新型缓冲体系优化CEXTRAR来显著提高LbCas12a的反切活性，并使检测灵敏度提高了16倍，同时，无需目标预扩增即可实现皮摩尔灵敏度，可用于临床唾液样本的高致病性幽门螺杆菌的早期检测。结合LAMP技术，使用三种检测手段，CEXTRAR均可获得极高灵敏度的CagA和VacA的检测效果，分别为实时荧光（43 aM和96 aM），管内荧光（430 aM和960 aM）和横向侧流读数（4.3 aM和9.6 aM）。研究通过传统的13C-尿素呼气试验和PCR对CEXTRAR方法进行对比测试，发现CEXTRAR可检测到13C尿素呼气试验的假阴性结果。
相比于传统的幽门螺杆菌检测方法，该方法具有更简便、快速、廉价的特点，并具有更高的灵敏度和特异性，将在广大人群的高致病性幽门螺杆菌的检测、治疗以及相关疾病如胃炎、胃溃疡和胃癌的发生和改善预后等方面发挥重要作用。
研究工作得到广东省自然科学基金、湖南省重点研发计划等的支持。南方医科大学附属东莞医院科研人员参与研究。
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用于幽门螺旋杆菌实时荧光和比色监测的CEXTRAR平台工作示意图
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