Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Xét nghiệm nhanh và nhạy để phát hiện nhiễm HIV-1 dựa trên hệ thống CRISPR-Cas13a
Tóm tắt
Virus gây suy giảm miễn dịch ở người typ 1 (HIV-1) là nguyên nhân hàng đầu của hội chứng suy giảm miễn dịch mắc phải (AIDS). AIDS vẫn là mối quan tâm sức khỏe công cộng toàn cầu nhưng có thể được kiểm soát hiệu quả thông qua việc quản lý liệu pháp chống retrovirus kết hợp suốt đời. Phát hiện và chẩn đoán sớm là hai chiến lược chính trong việc phòng ngừa và kiểm soát HIV/AIDS. Các xét nghiệm nhanh và chính xác tại chỗ (POCT) cung cấp những công cụ quan trọng cho việc quản lý dịch HIV-1 ở các khu vực và nhóm có nguy cơ cao. Trong nghiên cứu này, một POCT để phát hiện RNA HIV-1 đã được phát triển bằng cách kết hợp dải chảy CRISPR-Cas13a với công nghệ khuếch đại bằng chuyển bản tái hợp hướng dẫn (RT-RAA), kết quả có thể được quan sát trực tiếp bằng mắt thường. Hơn nữa, với hệ thống CRISPR-Cas13a kết hợp với cơ sở kết hợp biến dị được đưa vào thiết kế mồi RT-RAA, công nghệ phát triển trong nghiên cứu này có thể được sử dụng để thử nghiệm cho hầu hết RNA HIV-1 với ngưỡng phát hiện (LOD) là 1 bản sao/μL, trong khi không có phản ứng chéo rõ ràng với các tác nhân gây bệnh khác. Chúng tôi đã đánh giá phương pháp này để phát hiện RNA HIV-1 từ các mẫu lâm sàng, kết quả cho thấy độ nhạy, độ đặc hiệu, giá trị dự đoán dương tính (PPV), giá trị dự đoán âm tính (NPV) và độ chính xác lần lượt là 91,81% (85,03-96,19%), 100% (92,60–100%), 100% (96,41–100%), 39,14% (25,59–54,60%) và 92,22% (86,89–95,88%). Tải lượng virus thấp nhất có thể phát hiện được bằng phương pháp này là 112 bản sao/mL. Tất cả các điều trên, phương pháp này cung cấp một phát hiện điểm ở nơi chăm sóc cho RNA HIV-1, có độ ổn định, đơn giản và có độ nhạy và độ đặc hiệu tốt. Phương pháp này có tiềm năng được phát triển để thúc đẩy việc chẩn đoán sớm và theo dõi hiệu quả điều trị cho bệnh nhân HIV trong lâm sàng.
Từ khóa
#HIV #AIDS #xét nghiệm nhanh #CRISPR-Cas13a #phát hiện RNATài liệu tham khảo
Delpech V. The HIV epidemic: global and United Kingdom trends. Medicine (Abingdon, England: UK ed). 2022;50(4):202–4.
Sun S, Li Z, Zhang H, Jiang H, Hu X. Analysis of HIV/AIDS Epidemic and Socioeconomic Factors in Sub-Saharan Africa. Entropy (Basel, Switzerland). 2020;22(11):1230.
Cai Q, Wang H, Huang L, Yan H, Zhu W, Tang S. Characterization of HIV-1 genotype specific antigens for the detection of recent and long-term HIV-1 infection in China. Virus Res. 2019;264:16–21.
Yang JZ, Chen WJ, Zhang WJ, He L, Zhang JF, Pan XH. Molecular epidemiology and transmission of HIV-1 infection in Zhejiang province, 2015. Zhonghua Liu Xing Bing Xue Za Zhi. 2017;38(11):1551–6.
Delaney KP, DiNenno EA. HIV testing strategies for health departments to end the epidemic in the U.S. Am J Prev Med. 2021;61(5 Suppl 1):S6-15.
Shafik N, Deeb S, Srithanaviboonchai K, Ayood P, Malasao R, Siviroj P, et al. Awareness and attitudes toward HIV self-testing in Northern Thailand. Int J Environ Res Public Health. 2021;18(3):852.
Thompson MA, Horberg MA, Agwu AL, Colasanti JA, Jain MK, Short WR, et al. Primary care guidance for persons with human immunodeficiency virus: 2020 update by the HIV Medicine Association of the Infectious Diseases Society of America. Clin Infect Dis. 2021;73(11):e3572–605.
Kabir MA, Zilouchian H, Caputi M, Asghar W. Advances in HIV diagnosis and monitoring. Crit Rev Biotechnol. 2020;40(5):623–38.
Zhao Y, Gou Y, Li D, Wang T, Huang X, Shi M, et al. Performance evaluation of a new automated fourth-generation HIV Ag/Ab combination chemiluminescence immunoassay. Clin Chem Lab Med. 2018;56(5):e115–7.
Zhao J, Chang L, Wang L. Nucleic acid testing and molecular characterization of HIV infections. Eur J Clin Microbiol infectdis. 2019;38(5):829–42.
Huang Z, Tian D, Liu Y, Lin Z, Lyon CJ, Lai W, et al. Ultra-sensitive and high-throughput CRISPR-p owered COVID-19 diagnosis. Biosens Bioelectron. 2020;164: 112316.
Kaminski MM, Abudayyeh OO, Gootenberg JS, Zhang F, Collins JJ. CRISPR-based diagnostics. Nat Biomed Eng. 2021;5(7):643–56.
Wang M, Zhang R, Li J. CRISPR/cas systems redefine nucleic acid detection: principles and methods. Biosens Bioelectron. 2020;165:112430.
Gootenberg JS, Abudayyeh OO, Lee JW, Essletzbichler P, Dy AJ, Joung J, et al. Nucleic acid detection with CRISPR-Cas13a/C2c2. Science. 2017;356(6336):438–42.
Kellner MJ, Koob JG, Gootenberg JS, Abudayyeh OO, Zhang F. SHERLOCK: nucleic acid detection with CRISPR nucleases. Nat Protoc. 2019;14(10):2986–3012.
Mustafa MI, Makhawi AM. SHERLOCK and DETECTR: CRISPR-Cas systems as potential rapid diagnostic tools for emerging infectious diseases. J Clin Microbiol. 2021;59(3):e00745.
Teng F, Guo L, Cui T, Wang X-G, Xu K, Gao Q, et al. CDetection: CRISPR-Cas12b-based DNA detection with sub-attomolar sensitivity and single-base specificity. Genome Biol. 2019;20:132.
Sun Y, Yu L, Liu C, Ye S, Chen W, Li D, et al. One-tube SARS-CoV-2 detection platform based on RT-RPA and CRISPR/Cas12a. J Transl Med. 2021;19(1):74.
Chen Y, Zong N, Ye F, Mei Y, Qu J, Jiang X. Dual-CRISPR/Cas12a-Assisted RT-RAA for ultrasensitive SARS-CoV-2 detection on automated centrifugal microfluidics. Anal Chem. 2022;94(27):9603–9.
Li H, Dong X, Wang Y, Yang L, Cai K, Zhang X, et al. Sensitive and easy-read CRISPR Strip for COVID-19 rapid point-of-care testing. Crispr J. 2021;4(3):392–9.
Wang S, Li H, Kou Z, Ren F, Jin Y, Yang L, et al. Highly sensitive and specific detection of hepatitis B virus DNA and drug resistance mutations utilizing the PCR-based CRISPR-Cas13a system. Clin Microbiol Infect. 2021;27(3):443–50.
Nouri R, Jiang Y, Politza AJ, Liu T, Greene WH, Zhu Y, et al. STAMP-based digital CRISPR-Cas13a for amplification-free quantification of HIV-1 plasma viral loads. ACS Nano. 2023;17:10701.
Zhou J, Hu J, Liu R, Wang C, Lv Y. Dual-amplified CRISPR-Cas12a bioassay for HIV-related nucleic acids. Chem Commun (Camb). 2022;58(26):4247–50.
Zhao J, Ao C, Wan Z, Dzakah EE, Liang Y, Lin H, et al. A point-of-care rapid HIV-1 test using an isothermal recombinase-aided amplification and CRISPR Cas12a-mediated detection. Virus Res. 2021;303:198505.
Katusiime MG, Van Zyl GU, Cotton MF, Kearney MF. HIV-1 persistence in children during suppressive ART. Viruses. 2021;13(6):1134.
Elliott T, Sanders EJ, Doherty M, Ndung’u T, Cohen M, Patel P, et al. Challenges of HIV diagnosis and management in the context of pre-exposure prophylaxis (PrEP), post-exposure prophylaxis (PEP), test and start and acute HIV infection: a scoping review. J Int Aids Soc. 2019;22(12):e25419.
Seed CR, Styles CE, Hoad VC, Yang H, Thomas MJ, Gosbell IB. Effect of HIV pre-exposure prophylaxis (PrEP) on detection of early infection and its impact on the appropriate post-PrEP deferral period. Vox Sang. 2021;116(4):379–87.
Peruski AH, Wu B, Linley L, Delaney KP, DiNenno EA, Johnson AS. Time from HIV infection to diagnosis in the U.S., 2014–2018. Am J Prev Med. 2021;61(5):636–43.
Patchsung M, Jantarug K, Pattama A, Aphicho K, Suraritdechachai S, Meesawat P, et al. Clinical validation of a Cas13-based assay for the detection of SARS-CoV-2 RNA. Nature biomedical engineering. 2020;4(12):1140–9.
Huang X, Zhou Y, Ding L, Yu G, Leng Y, Lai W, et al. Supramolecular recognition-mediated layer-by-layer self-assembled gold nanoparticles for customized sensitivity in paper-based strip nanobiosensors. Small. 2019;15(51):e1903861.
Duan H, Ma T, Huang X, Gao B, Zheng L, Chen X, et al. Avoiding the self-nucleation interference: a pH-regulated gold in situ growth strategy to enable ultrasensitive immunochromatographic diagnostics. Theranostics. 2022;12(6):2801–10.
Fozouni P, Son S, Díaz de León Derby M, Knott GJ, Gray CN, D’Ambrosio MV, et al. Amplification-free detection of SARS-CoV-2 with CRISPR-Cas13a and mobile phone microscopy. Cell. 2021;184(2):323-333.e329.