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May 16, 2023

ウイルス性肝炎感染の検出における新たなツールとしての CRISPR/Cas システムの可能性

Giornale di virologia

Virology Journal volume 20、記事番号: 91 (2023) この記事を引用

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炎症性肝疾患の最も一般的な原因であるウイルス性肝炎は、世界中で何億人もの人々に影響を与えています。 最も一般的には、5 つの公称肝炎ウイルス (A ～ E 型肝炎ウイルス) のいずれかと関連しています。 HBV および HCV は急性感染症および生涯持続する慢性感染症を引き起こす可能性がありますが、HAV および HEV は自己限定的な急性感染症を引き起こします。 HAV と HEV は主に糞口経路を通じて伝染しますが、他の形態によって伝染する病気は血液媒介性の病気です。 ウイルス性肝炎の治療や HAV および HBV ワクチンの開発は成功していますが、これらの疾患に対する遺伝子レベルでの正確な診断はまだありません。 ウイルス性肝炎のタイムリーな診断は、効果的な治療介入の前提条件です。 クラスター化規則的に間隔をあけた短い回文反復配列 (CRISPR)/CRISPR 関連配列 (Cas) テクノロジーの特異性と感度により、ウイルス疾患の診断分野における重要なニーズを満たす可能性があり、多目的な用途に使用できます。 DNA ゲノムと RNA ゲノムの両方を持つウイルスを検出するための of-care (POC) 診断アプリケーション。 このレビューでは、CRISPR-Cas 診断ツールの最近の進歩について議論し、ウイルス性肝炎感染の診断と制御のための迅速かつ効果的な戦略におけるその可能性と展望を評価します。

肝臓の炎症を引き起こす感染症であるウイルス性肝炎は、世界的な医療上の重大な問題です。 単純ヘルペスウイルス (HSV)、サイトメガロウイルス (CMV)、エプスタイン・バーウイルス (EBV)、水痘・帯状疱疹ウイルス (VZV) など、肝臓の炎症を引き起こすウイルスは数多く知られています [1]。 ただし、この状態の最も一般的な原因物質は、A 型肝炎ウイルス (HAV)、B 型肝炎ウイルス (HBV)、C 型肝炎ウイルス (HCV)、デルタ肝炎ウイルス (HDV)、E 型肝炎ウイルス (HEV) などの肝向性ウイルスです。 ）、急性または慢性の感染症を引き起こします[2]。 これらの肝臓ウイルスには、さまざまな感染経路を通じて広がるさまざまなウイルスファミリーのさまざまな DNA ウイルスおよび RNA ウイルスが含まれます [3]。 世界では、ウイルス性肝炎により毎年約 140 万人が死亡しています。 死亡率の点では、HBV と HCV は、HIV、マラリア、結核と並び、世界の感染症の脅威のトップ 4 にランクされています [4、5]。 ウイルス性肝炎の臨床症状は、無症候性肝炎から急性肝炎、急性肝不全、慢性肝疾患、さらには患者ごとに肝細胞癌（HCC）などの肝臓関連転帰の発症などの症状まで多岐にわたります[6]。 肝炎治療および HAV および HBV ワクチンの開発における医学的進歩にもかかわらず、ウイルス性肝炎感染の正確な遺伝子診断には依然として大きなギャップがあります。 ウイルス性肝炎の早期かつ正確な診断とその予後の早期評価は、影響を受けた人々の効果的な治療とケアにとって重要です[7]。 新興遺伝子編集技術である CRISPR/Cas は、これらの技術的ギャップを埋める可能性を秘めています。 CRISPR/Cas システムは、高効率でプログラム可能な設計により、幅広い診断および治療用途にとって魅力的です [8]。 CRISPR 遺伝子座は 1987 年に大腸菌で初めて発見され、その後 CRISPR 依存性タンパク質が同定されました。 その後の研究により、CRISPR は原核細胞において、ウイルス病原体やプラスミドなどの外因性遺伝要素に対する、その配列の正確かつ特異的な分解による防御機構として機能することが示されました [9、10]。 CRISPR-Cas システムは、クラス I とクラス II の 2 つの主要なカテゴリに分類され、これらには 6 つのタイプと 48 のサブタイプが含まれます [11]。 クラス I には、タイプ I、III、および IV が含まれます。これらは、それぞれ Cas3、Cas10、および Cas8 様酵素 (csf1) に関連しており、一連の Cas タンパク質とともに CRISPR RNA (crRNA) を使用して、遺伝子要素をターゲットにします。 CRISPR システムのクラス II には、タイプ II、V、および VI が含まれます。これらはそれぞれ Cas9、Cas12、および Cas13 タンパク質を含み、その機能のために crRNA と 1 つのマルチドメイン Cas タンパク質のみを使用します [12、13、14、15、 16]。 このレビューでは、CRISPR-Cas 診断ツールの最近の進歩と、ウイルス性肝炎感染の検出におけるその潜在的な応用について探ります。 まず、肝炎ウイルスの 5 つの主要な分類とその臨床的側面を簡単に概説します。 次のセクションでは、主にウイルス性肝炎の検出のためのさまざまな CRISPR-Cas エフェクターに焦点を当てながら、感染症診断における CRISPR-Cas システムの重要性と応用について概説します。 また、CRISPR ベースの診断システムの長所と短所について詳しく説明し、今後の研究の展望についても紹介します。

ウイルス性肝炎は、急性感染と慢性合併症の両方が原因で、ヒトの罹患率と死亡率の最も一般的な原因の 1 つです [17、18]。 5 つの肝炎ウイルスはすべて主に肝臓に感染しますが、それらは異なるウイルス科に分類され、構造、ゲノム、ライフサイクルの点で互いに完全に異なります [19]。 HAV および HEV は通常、糞口経路を通じて人から人に感染しますが、HBV、HCV、および HDV は感染者の血液および体液への曝露を通じて感染します [19]。 ウイルス性肝炎は多くの場合、無症状で発症します。 しかし、慢性肝炎は黄疸、食欲不振、線維症に発展し、最終的には肝硬変や肝臓がんに至る可能性があります。 肝炎患者は、他の多くの急性ウイルス感染症と同様に、最初はインフルエンザのような症状を経験します。 さらに考えられる症状には、疲労、発熱、関節痛、筋肉痛、黄疸（目や皮膚が黄色くなる）、腹痛などがあります。 ほとんどの場合、宿主の免疫応答によってウイルスを排除できます。 ただし、この割合は、HAV の場合の 100% のクリアランスから、HCV の急性の場合のわずか 20 ～ 30% のクリアランスまでさまざまです。 HBV および HCV 感染が最大 6 か月間持続する場合、それらはそれぞれ慢性 B 型肝炎および慢性 C 型肝炎と定義できます。 各ウイルス性肝炎は、患者の病歴、身体検査、肝機能検査、抗体血清学検査、およびポリメラーゼ連鎖反応 (PCR) に基づくウイルス核酸 (RNA または DNA) 検査によって診断されます。 HEV を除き、肝炎ウイルスの宿主として知られているのはヒトだけであり、HEV は家畜に宿主を持っている可能性がある [20]。

HAV は 1973 年に初めて同定されました。HAV は、ピコルナウイルスファミリーに属する非エンベロープの正二十面体の一本鎖 RNA ウイルスです。 現在、HAV は I、II、III の 3 つの遺伝子型に分類され、ヒトに感染する可能性があるサブタイプ A と B の 2 つのサブタイプがあります。 通常、人から人への接触、汚染された食べ物や水を飲食することにより、糞口経路で感染します。 HAV は多くの国、特に医療資源が限られている国で流行しています [21]。 先進国では HAV 感染率は低いです。 米国における抗 HAV 抗体の血清保有率は、小児で約 10%、成人で 37% です。 先進国における感染者の50%以上は、流行国への旅行による感染によるものである[22]。 HAV は急性感染症を引き起こす可能性がありますが、通常は自然に治癒し、慢性感染症や慢性肝疾患にはつながりません。 HAV の潜伏期間は、暴露から 15 ～ 50 日 (28 日) です。 基礎疾患のある慢性疾患のある人は、HAV 感染により急性肝不全を発症するリスクが高くなります。 致死率は全年齢で0.3～0.6%と推定されており、49歳以上の患者では1.8%に増加する[23]。 肝臓における HAV の広がりは、ウイルスが小腸壁の粘膜を通過した後、門脈 (腸から肝臓に血液を運ぶ血管) を通じて起こります。 その後、ウイルスは肝細胞内で複製し、再び胆汁を介して糞便を介して排泄されます[24]。 急性 A 型肝炎は、主に HAV に対する免疫グロブリン M 抗体 (IgM 抗 HAV) の存在によって診断されます。 抗 HAV IgM は、症状の発症の数日前または発症と同時に検出可能になります。 血清 IgM レベルは急性感染中に増加し、症状の発症後平均 4 か月間は陽性のままです。 IgG 抗 HAV は感染過程の初期に出現し、長年にわたって検出可能であり、生涯にわたる免疫を与えます。 核酸増幅技術 (NAAT、PCR など) は、HAV の検出に関してイムノアッセイ検査よりも感度が高いですが、この目的に使用されることはほとんどありません。 配列決定および系統解析は主に大発生を追跡するために使用され、これらの技術は感染経路を特定するのに特に役立ちます [24、25]。 現在利用可能な HAV ワクチンは安全で効果が高く、さまざまな国で定期的な小児予防接種プログラムに含まれています [26]。 HAV に対する不活化ワクチンの標準的なワクチン接種スケジュールは、少なくとも 6 か月の間隔をあけて 2 回接種します。 このワクチン接種スケジュールは予防効果が高いことが示されており、長年にわたって続くことが期待されています[27]。

HBV は、ヘパドナウイルス科の原型メンバーです。 これは、弛緩した環状の部分二本鎖 DNA を含むエンベロープを持ったウイルスです [28]。 HBV は DNA ウイルスですが、複製はプレゲノム RNA (pgRNA) からの逆転写によって起こります [29]。 現在、HBV はゲノム配列の違いに基づいて、遺伝子型 A ～ J を含む 10 の遺伝子型、および 35 のサブ遺伝子型に分類されています。 遺伝子型の分布は世界中で大きく異なります[30]。 HBV は肝がんを含む肝疾患の一般的な原因の 1 つであり、感染力が非常に強いです。 感染した血液やその他の体液（特に羊水、精液、膣液）への曝露によって伝染します[31、32]。 感染力は HIV の 100 倍、HCV の 10 倍です [22]。 HBV 感染症の有病率は世界の地域によって異なり、北米、西ヨーロッパ、南米の一部などの低流行地域では成人人口の 0.7% から、アフリカなどの高流行地域では 6.2% までの範囲です。 、東南アジア、中国 [30]。 米国における慢性HBVの全体的な有病率は約3/5%であった[33]。 HBV 感染は、急性 (短期) 疾患と慢性 (長期) 疾患の両方を引き起こす可能性があります。 急性HBV感染症は、無症候性または症候性の場合があります。 感染した成人のほとんどは、徴候や症状が重度であっても回復しますが、感染した成人の 5 ～ 10% は慢性感染症を発症し、肝硬変や肝臓がんにつながる可能性があります [34]。 HBV は肝細胞に対して特異的な指向性を有しており、一次感染時に肝細胞に付着および融合します。 HBV は、高親和性受容体であるタウロコール酸ナトリウム共輸送ポリペプチド (NTCP) に結合した後、エンドサイトーシスによって肝細胞に取り込まれます。 その後、ウイルスのキャプシドが細胞質に放出され、微小管ネットワークを介して核孔に移動しました。 核孔では、rcDNA が核内に放出され、そこで共有結合で閉じた環状 DNA (cccDNA) に変換されます。 このステップでは、cccDNA がクロマチン化され、すべての HBV プレゲノム RNA の転写鋳型として機能します。 細胞質では、pgRNA はキャプシド化され、rcDNA に逆転写されます。 キャプシドはエンベロープに包まれて細胞から新しいビリオンとして分泌されるか、核に輸送されて cccDNA のプールを増幅します [35]。 HBV DNA にコードされるいくつかの異なるタンパク質は、ウイルスの存続と肝臓の病因において重要な役割を果たします。これには、2 つのコアタンパク質、粒子状コア抗原 (HBcAg)、分泌抗原 (HBeAg)、表面抗原 (HBsAg)、HBx およびポリメラーゼ、およびすべてが含まれます。これらは診断と監視に役割を果たします[24、36]。 感染後、HBV DNA と HBsAg は 1 ～ 2 週間以内に感染者の血清から検出可能になります。 6 ～ 8 週間後、IgM 抗 HBc および HBeAg が検出可能になります。 急性HBV感染症の場合、HBs抗原とHBe抗原は4～6か月以内に消失します。 HBsAg の消失に続いて、HBsAg に対する抗体 (Anti-HBs) が出現します。 血清からの HBs 抗原の消失と血清中の抗 HBs 抗原の出現との間の間隔はウィンドウフェーズとして知られており、最長 6 ヶ月続く場合もあります [22]。 したがって、HBV 診断の最初のステップは、HBs 抗原および他の HBV 抗原および抗体を検出する血清学的検査を使用して実行されます。 定量的および定性的検出のためのさらなる分子検査は、診断の最初のステップを検証するために使用されます (表 1) [37]。 HBV の再活性化とは、慢性または以前の HBV 患者における HBV 複製の突然の増加を指します。 HBV 再活性化 (HBVr) は自然発生的に起こることもありますが、がん、免疫疾患、または移植に対する免疫抑制剤療法 (ISDT) によって誘発されることがより一般的です [38]。 ワクチン接種は、HBV 感染予防にとって非常に効果的な戦略です。 HBs 抗原で構成される B 型肝炎ワクチン (組換え) を 3 回連続してワクチン接種すると、健康な個人の 90% を超える防御レベルの抗 HBs 力価が得られます [39]。

フラビウイルス科のメンバーである HCV は、3 つの構造タンパク質と 7 つの非構造タンパク質をコードするプラスセンス一本鎖 RNA ゲノムを持っています。 HCV の高い突然変異率は、顕著なゲノムの不均一性をもたらします。 HCV は 7 つの確認された遺伝子型と、少なくとも 67 の確認されたサブタイプに分類されます。 一方、ジェノタイプ 1 ～ 3 は世界中に分布していますが、ジェノタイプ 4 ～ 6 は特定の地域に集中しています。 HCV 遺伝子型 4 とサブタイプ 5a は、それぞれ中東と南アフリカ北部で風土病です。 HCV 遺伝子型 6 および 7 は、それぞれ主に東南アジアとコンゴ民主共和国で観察されています [24、40]。 HCV 感染の主な形態は、静脈内および鼻腔内薬物の使用、薬物注射の汚染、性的接触などの血液感染経路によるものです [41]。 HCV の世界的な有病率は、最も感染が深刻な地域では 1.5 ～ 2.3%、その他の地域では 0.5 ～ 1.0% と推定されています [42]。 注射薬使用者の HCV 罹患率は 50 ～ 90% であり、感染者の中で最大のグループです [43]。 HCV は急性感染症を引き起こす可能性があり、慢性疾患になる傾向が高くなります。 慢性HCVは、肝硬変を含む重篤な肝疾患やHCCのリスクを引き起こす可能性がある[44]。 スカベンジャー受容体クラス B タイプ I (SCARB1)、閉塞 (OCLN)、クローディン I (CLDN1)、および分化クラスター 81 (CD81) は、肝細胞への HCV の付着と取り込みを促進する主な宿主因子です。 さらに、CD81 はウイルスエンベロープ糖タンパク質 E2 または他の分子を介してウイルス粒子と相互作用し、ウイルス粒子の肝細胞への侵入を促進します [45]。 HCV のウイルス学的診断は、感染患者の HCV の特異的抗体 (抗 HCV) を検出するために血清学的アッセイを実行する間接検査と、検出、定量化を行う直接検査を含む 2 つのカテゴリーの臨床検査によって確立されます。 、または HCV RNA やコア抗原などの HCV ウイルス粒子の成分の特性評価を行うことができます。 HCV ウイルス粒子のさまざまな抗原に対する抗体を検出するための第 3 世代酵素免疫測定法 (EIA) の感度と特異性は、ウイルスにさらされてから 2 ～ 6 か月後には 99% になります。 直接アッセイ法の 1 つは、HCV RNA の定量的または定性的検出のためのリアルタイム PCR の使用であり、これにより、少なくとも 10 ～ 15 IU/mL の患者の HCV 粒子を検出できます (表 2) [46]。

デルタウイルス属のメンバーである HDV は、エンベロープを持った環状の一本鎖マイナスセンス RNA ウイルスで、2 種類のタンパク質をコードします。 小さいタンパク質 (S-HDAg) と大きいタンパク質 (L-HDAg) は、それぞれサイズが 24 kDa と 27 kDa です。 S-HDAg はウイルスの RNA 複製に必要ですが、L-HDAg はウイルスの組み立てに必須です [47]。 HDV は、成熟ビリオン粒子を生成するために HBV 表面タンパク質 (HBsAg) の助けを必要とするため、サテライト ウイルスと考えられています。 その結果、HDV の 2 つの異なる感染パターンが確立される可能性があります。 HBV/HDV 同時感染または HDV 重複感染のいずれか。 HBV/HDV 重複感染は、人が HBV と HDV の両方に同時に感染した場合に発生しますが、HDV 重複感染は、すでに HBV に慢性感染している人が HDV を獲得した場合に発生します。 慢性 HDV 重複感染の発症は、HBV による肝損傷を悪化させる可能性があり、重複感染と重複感染の両方が、劇症肝炎、HCC、慢性肝炎など、HBV 単独感染よりも重篤な転帰をもたらすことが示されている [48]。 現在、HDV の 3 つの遺伝子型 (遺伝子型 I ～ III) が特定されており、その中で遺伝子型 I が優勢です [22]。 HBV や HCV と同様、HDV は主に性行為によって、また感染した血液や血液製剤への曝露によって感染します [28]。 世界的には、慢性 B 型肝炎 (CHB) 患者の約 5 ～ 10% が HDV に同時感染していると推定されており、注射薬集団では有病率が高くなります。 HDV 感染症が蔓延している地域には、地中海盆地、南アメリカ、モンゴル、スーダンなどがあります。 北米と北ヨーロッパでは、有病率は低く、ほとんどが注射による薬物使用者に限定されています[22、49]。 HDV 感染症の診断の最初のステップは、HBsAg 陽性個体の血清中の HDV 特異的全抗体 (IgG と IgM を合わせたもの) を検査することです。 [ 50]。

HEV は、科学者たちが腸内感染する非 A 非 B (NANB) 肝炎の発生の原因を調査していた 1983 年に初めて発見されました [51]。 HEV は、ヘペウイルス科のヘペウイルス属に属します。 [52、53]。 哺乳類ヘペウイルス科の 3 つのグループが、ヒトおよび動物株の全ゲノム配列決定に基づいて認識されています。 最初のカテゴリーは、人、豚、鹿、ウサギに影響を与えるウイルスで構成されます。 感染患者から同定された 4 つのヒト HEV 遺伝子型 (遺伝子型 1 ～ 4) の 24 のサブ遺伝子型がこのグループに含まれます [53]。 HEV は、水や食品の汚染を介して感染することが最も多く、人獣共通感染経路や輸血を介して感染することはあまりありません[52]。 HEV 遺伝子型 1 ～ 4 は、選択された地理的分布を示します。 遺伝子型 1 および 2 は、南アジアおよびサハラ以南アフリカの流行地域における急性 HEV 感染症の主な原因です [54]。 遺伝子型 3 は、ヨーロッパとアメリカで HEV 感染に関連する最も一般的な遺伝子型です [55]。 HEV 遺伝子型 4 は当初アジアでのみ特定されましたが、さらなる報告により、ヨーロッパのブタとヒトでもこの遺伝子型が特定されました [52]。 HEV 遺伝子型 1 および 2 は絶対的なヒト病原体であり、主に衛生状態の悪い地域の汚染された飲料水を介して伝染します。一方、遺伝子型 3 および 4 は人獣共通感染症であり、主に主な宿主からの生または加熱が不十分な肉または肝臓製品の摂取を介して伝染します。 、豚、イノシシ、鹿）[56]。 HEV 感染は一般に自然に治癒し、急性肝炎を引き起こします。 HEV 感染の潜伏期間は 15 ～ 60 日です。 典型的な急性 HEV では、アミノトランスフェラーゼが正常の 10 倍を超える上昇を引き起こす可能性があります。 報告されている主な臨床症状は、関節痛、下痢、そう痒症、発疹に加えて、食欲不振、吐き気、倦怠感、腹痛です。 感染後 1 ～ 6 週間以内に、アミノトランスフェラーゼは正常に戻ります。 成人の致死率は約0.5～3%です。 HEV は、症状の発症から数日または数週間以内に脳症を発症する劇症肝不全 (FHF) を引き起こすこともあります。 FHF は妊婦でより一般的に発生するようであるため、HEV による妊婦の致死率は高くなります [22]。 血清学的検査と核酸ベースの検査はいずれも、疫学および診断目的で HEV を診断するために開発されています。 HEV 感染の血清学的アッセイは、通常、抗 HEV IgG および抗 HEV IgM の検出に依存します。 抗 HEV IgM 抗体は通常、疾患の急性期に検出可能であり、血清中のその存在は約 4 ～ 5 か月間持続し、最近の曝露を示しますが、抗 HEV IgG 抗体は 10 年以上持続する可能性があり、以前の曝露を示します。 したがって、急性 HEV 感染症の診断は抗 HEV IgM の存在に基づく一方、抗 HEV IgG 診断検査は疫学調査の良い選択肢です [57]。 しかし、PCR による HEV-RNA の検出と定量は、急性および慢性 HEV 感染症の診断におけるゴールドスタンダードなアプローチです [58]。 現在、中国で認可されたワクチンを除き、HEV に対して利用できる特定のワクチンや治療法はありません [22]。

あらゆる種類の生きた細胞の感染因子である可能性のあるウイルスは、環境中に最も豊富に存在する生物学的実体であり、人間や動物の生命と健康を脅かし、重大な経済的損失を引き起こす伝染病を引き起こす可能性があります。 深刻な流行の発生は、取り返しのつかない損失や損害をもたらすことが多いため、ウイルス感染性の早期かつ迅速な診断が特に重要です[59]。 ウイルス感染症を臨床検査で診断するための従来の技術は、通常、(1) 患者材料中のビリオン、ウイルス抗原、またはウイルス核酸の直接検出、(2) 培養細胞におけるウイルスの分離とそれに続く分離株の同定を含む 3 つのカテゴリーに分類できます。 （間接検査）、および（3）患者の血清中の抗体の検出と測定に基づく血清学的診断[60]。 最適なウイルス診断ツールは、速度、シンプルさ、感度、特異性、コストの要件基準を満たしている必要があります。 PCR、リアルタイム PCR、RT-PCR、核酸配列ベースの増幅 (NASBA)、ループ媒介等温増幅 (LAMP) などの核酸増幅検査 (NAAT)、および抗体抗原複合体検出ベースの方法特に固相酵素免疫測定法 (EIA) および酵素結合免疫吸着測定法 (ELISA) 技術は診断ウイルス学に革命をもたらし、現在ではさまざまなウイルスの検出に広く使用されています [61、62]。 現在、NAAT は感度と特異性が高いため、ウイルス感染症の診断の「ゴールドスタンダード」方法と言われています。 しかし、PCR に基づくウイルス診断技術は、試薬や機器のコストが高いこと、および技術的な操作が過酷であることによって限界があります。 CRISPR-Cas システムで観察される非特異的 DNA および RNA 切断に基づく新世代の分析方法は、その高い特異性、汎用性、および迅速な検出サイクルにより、新興感染症の CRISPR に基づく診断に有望な進歩をもたらします [62、63]。

細菌や古細菌などの原核細胞が、CRISPR および CRISPR 関連 (Cas) タンパク質を介して媒介される外来遺伝要素に対する遺伝的適応免疫を持っているという重要な発見は、分子生物学に変革的な進歩をもたらした [64]。 原核細胞は、バクテリオファージ、プラスミド、トランスポゾンなどの感染因子からのこれらの遺伝要素を CRISPR アレイと呼ばれるゲノム遺伝子座に保存し、細胞が感染を記憶、認識、除去できるようにします。 cas タンパク質は、適応、CRISPR RNA (crRNA) 生合成、干渉を含む多段階のプロセスを通じて適応免疫を促進します。 CRISPR 免疫の最初の段階である適応中に、外来遺伝要素が認識、処理され、CRISPR アレイに統合するために選択され、再発感染時のリコール要素が提供されます。 crRNA 生合成としても知られる発現段階では、CRISPR アレイが長い前駆体 (pre-crRNA) に転写され、crRNA として成熟した形態に加工されます。 最終段階では、成熟 crRNA が Cas タンパク質を誘導して外来 DNA の相補配列を切断し (干渉)、それらの要素を除去します。 これらの多様なシステムの構造的および機能的コンポーネントを明らかにすることにより、分子診断に適用できるツールを含む新しいツールが出現しています [65]。

CRISPR-Cas システムが最初に発見されて以来、そのさまざまなバリエーションは急速に拡大しました。 現在、CRISPR-Cas システムは進化の関係に基づいて 2 つのクラス、6 つのタイプといくつかのサブタイプに分類されています。 エフェクターのリボ核タンパク質複合体の性質に応じて、CRISPR-Cas システムの 2 つの主要なクラスが定義されています。 クラス 1 (タイプ I、III、および IV を含む) およびクラス 2 (タイプ II、V、および VI を含む)。 クラス 1 システムは複数のエフェクタータンパク質の複合体を特徴とし、クラス 2 システムは単一の crRNA 結合タンパク質を含みます [11]。 同定された CRISPR-Cas システムの大部分 (約 90%) はクラス 1 システムに属します [16]。 多様な CRISPR システムの中でも、クラス 2 システムは再構成が簡単であるため、主に診断に適用されています。 これらには、多くの CRISPR ベースの診断アッセイのバックボーンとして機能する付随的な活性を持つ酵素が含まれています。 Cas9、Cas12、および Cas13 は、それぞれ固有の特徴的なエフェクター ヌクレアーゼとして、II 型、V 型、VI 型の CRISPR-Cas 分類に大きな影響を与えます。 CRISPR-Cas システムの最新の分類では、最も多くのサブグループが 17 の派生サブグループを持つ V 型システムに帰属します [11]。 クラス 1 システム (III 型エフェクターヌクレアーゼ Csm6 や Cas10 など) も、クラス 2 システムの構成要素または天然の III 型複合体と組み合わせて、診断用に操作されています [66]。 Cas12 システムの RuvC 様ヌクレアーゼ ドメインは、V 型システムによる dsDNA 標的の切断を触媒します [67]。 この特徴により、Cpf1 としても知られる Cas12a がウイルス病原体診断検査に使用されるようになりました [68、69]。 CRISPR-Cas タイプ VI システムには 5 つのサブタイプ バリアントがあります。 サブタイプ VI-A の Cas13a は、RNA 誘導性 RNase として知られています [16]。 Cas13a は crRNA に結合することができるため、最終的に ssRNA を切断する複合体を形成します [12]。 ssRNA 切断における Cas13a の能力は、感染症を迅速かつ高感度に検出するための最新のプラットフォームの開発につながりました。 Cas12a および Cas13a ベースのウイルス感染診断プラットフォームのそれぞれについては、次のセクションで説明します (図 1) [70、71]。

エフェクタータンパク質に基づく CRISPR-Cas システム クラスの分類

CRISPR-Cas システムはプログラム可能な性質があるため、生物学や医学のさまざまな分野で活用されており、実際にこれらの分野に革命をもたらしました。 CRISPR/Cas 技術を分子診断用のバイオセンサーやバイオアッセイと統合できることを示す研究が増えています。 CRISPR ベースの診断は、簡単にプログラム可能でデバイスに依存しない機能を備えた、非常に特異的で高感度なセンサーとして多くの注目を集めています。 この技術は、感染性疾患および非感染性疾患の核酸ベースのバイオマーカーのセンシングや、遺伝性疾患を示す突然変異や欠失の検出に使用されています。 さらなる研究により、小分子やタンパク質などの他のバイオマーカーの検出が期待されています[66、72]。 このセクションでは、診断分野における CRISPR/Cas システムの応用について簡単に説明します。

CRISPR ベースの診断アプローチの主な目標は、DNA または RNA ウイルス、細菌、寄生虫などの特定の病原体を同定することです。 CRISPR ベースのアプローチで検出された RNA ウイルスには、パルボウイルス B19、ジカウイルス (ZIKV)、デング熱ウイルス (DENV)、日本脳炎ウイルス、エボラウイルス (EBOV)、およびコロナウイルスが含まれます。 RNA ウイルスに加えて、サイトメガロウイルス (CMV)、エプスタイン・バーウイルス、BK ウイルス (BKV)、ヒトパピローマウイルス (HPV) などの DNA ウイルスも CRISPR ベースの診断で検出されています [73]。 CRISPR/Cas システムは、結核菌、黄色ブドウ球菌、リステリア菌、緑膿菌、腸炎菌などのさまざまな病原菌の検出にも利用されています [74]。 さらに、CRISPR/Cas の技術は、マラリアの原因となるマラリア原虫の超高感度検出に適用されることに成功しました [75]。

CRISPR-Cas ベースの診断技術は、非感染性疾患に関連する遺伝物質の検出にも実装されています。 たとえば、このシステムは、腎臓移植における移植片対宿主病を検出するために、急性細胞腎移植拒絶反応の指標であるヒト CXCL9 mRNA の異常レベルを感知するために使用されました [76]。 mRNA とは別に、CRISPR ベースの診断システムは、髄芽腫患者の血清中の miR-19b [77] や乳がん細胞株から単離された miR-17 [78] などの特定の miRNA の検出にも使用されています。

CRISPR ベースの診断の重要な強みは、Cas 酵素の単一ヌクレオチド特異性であり、これにより点突然変異 (SNP) と小さな欠失の識別が可能になります。 CRISPR ベースの検出の単一ヌクレオチド特異性により、このシステムは抗菌薬耐性、上皮成長因子受容体遺伝子 (EGFR) および BRAF の欠失および変異 [79]、デュシェンヌ型筋ジストロフィーをもたらす変異 [80] のマーカーを検出することが可能になりました。 ]と目の色を与えるE3ユビキチンリガーゼ遺伝子のSNP。 CRISPR-Cas システムの特異性の可能性は、miRNA の検出にも活用されていますが、miRNA はサイズが短く、塩基が 1 つしか異なることがないため、診断が困難です [66]。

ウイルス感染症を正確かつ高感度かつ迅速に診断することは、ウイルス感染症を正確かつタイムリーに治療するための重要な第一歩です。 CRISPR-Cas に基づく病原体の診断は、主にこのシステムの高い特異性、感度、および迅速な診断により、過去数年間で非常に人気が高まっています [81]。 CRISPR-Cas タイプ V およびタイプ VI タンパク質の付随的活性を利用して、CRISPR ベースのプラットフォームに数多くのバリエーションと進歩が導入されていますが、一般的な概念は変わっていません。 以下では、さまざまなウイルス感染症の診断に使用する、CRISPR 関連ヌクレアーゼ Cas9、Cas12、または Cas13 に基づくさまざまなプラットフォームについて概説しました。

2016 年に、Pardee ら。 dsDNAを認識できる最初のCRISPR/Casベースの診断法を導入しました。 彼らは、核酸配列ベースの増幅 - CRISPR 切断 (NASBACC) と呼ばれる、CRISPR II 型を使用してジカ ウイルスを検出するための迅速かつ安価な診断方法を開発しました。 NASBACC システムは、ターゲットの等温前増幅のための核酸配列ベースの増幅、Cas9 によるプロトスペーサー隣接モチーフ (PAM) 依存のターゲット DNA 認識、および読み取りのためのトーホールド検出器の 3 つの部分で構成されます。 簡単に説明すると、トーホールド スイッチがトリガーされると、逆転写を介して NASBA で増幅された RNA フラグメントに結合します。 PAM 配列が RNA フラグメント内に存在する場合、Cas9 を介した切断により、トリガー配列のない短い RNA が生成されます。 PAM 配列が存在しない場合、全長 RNA を含むトリガーはトーホールド スイッチを活性化し、色の変化で示されます [82]。 しかし、同じ年に Cas13a の側副切断活性が発見され、この分野に革命が起こりました。 副次的活性には、溶液中の非標的一本鎖 RNA (ssRNA; Cas13) および一本鎖 DNA (ssDNA; Cas12) の切断が必要であり、シグナル増幅を通じて核酸のセンシングを可能にし、官能基の追加によって複数の読み取りを可能にします。レポーター核酸。 最近の研究では、V 型 CRISPR-CAS12a および VI 型 Cas13a 酵素を使用する、DNA エンドヌクレアーゼ標的 CRISPR トランス レポーター (DETECTR) および特異的高感度酵素レポーター アンロック (SHERLOCK) 技術など、さまざまな CRISPR ベースの方法が開発されました。 、 それぞれ。 SHERLOCK システムは Cas13 エンドヌクレアーゼを使用して RNA 鎖を分解し、DETECTR システムは Cas12a タンパク質を使用して DNA に対して同様の分解を行います [16、68]。

CRISPR-Cas タイプ VI (Cas13) システムに基づく最初の適用可能なプラットフォームである SHERLOCK は、Leptotrichia wadei の Cas13 ヌクレアーゼの活性に基づいて Zhang Lab によって 2017 年に開発されました [16]。 SHERLOCK CRISPR-Cas システムとは、Cas13 または Cas12 ヌクレアーゼと等温前増幅ステップを組み合わせて、特定の標的配列の認識時に高レベルの付随的 RNase 活性を示す DNA または RNA の量を増加させる、新しい核酸検出を指します。 SHERLOCK システムは 3 つの基本ステップで構成されます。 (1) 最初のステップは等温前増幅で、特定のプライマーを使用して RNA または DNA テンプレートの複数のコピーを生成します。 (2) 次に、RPA 反応中に T7 プロモーターを含むフォワード プライマーがアンプリコンに組み込まれます。 T7 プロモーターは、dsDNA の T7 RNA 転写を可能にして、dsDNA を ssRNA アンプリコンに変換し、Leptotricia wadeii (LwaCas13-crRNA) 複合体からの Cas13a の標的を提供します。 crRNA と標的配列間の認識と塩基対形成により LwaCas13a の副次的活性が活性化され、隣接する消光 RNA レポーターの配列非特異的な分解が引き起こされます。(3) 最後のステップでは、蛍光を組み込むことによって LwaCas13a による蛍光ベースの核酸検出が達成されます。検出可能な信号を発するプローブ。 ssRNA レポーター分子は、蛍光団と消光体で構成されており、短い RNA オリゴマーによって互いに接続されており、分離後、蛍光団と消光体の分離が可能になり、その結果、蛍光シグナルを放出して、 RNA ウイルスの存在 (図 2)。 SHERLOCK システムは高感度であり、1 アトモル (aM または 10-18 M) のターゲットを検出できます [66、83]。

CRISPR テクノロジーに基づく核酸検出における SHERLOCK メソッド

最近、SHERLOCKv2 と呼ばれる SHERLOCK システムの 2 番目のバージョンが開発されました。これは完了までに約 2 時間かかり、検出感度も 2 アトモルまで増加しました [79]。 このプラットフォームでは、Cas タンパク質が crRNA (標的配列に特異的に結合するように設計) および ssDNA プローブ (レポーターとして) とともにサンプルに添加されます。 プローブは、一端で蛍光色素、もう一端でクエンチャーに結合されており、サンプル中に標的配列が存在する場合、crRNA がその配列に結合し、付随する Cas13a 活性が活性化されてプローブが切断されます。 その結果、蛍光色素が放出され、安定した強力な蛍光シグナルが蛍光光度計によって検出されます [84]。 SHERLOCK に対する SHERLOCKv2 の優位性は、サンプルをテストストリップに直接添加することにより、SHERLOCKv2 反応全体が 1 ステップで実行されるという点で重要です。 さらに、サンプルでは核酸の精製や分離は必要ありません[85]。 Cas13 タンパク質に基づくさまざまなプラットフォームが進化しました。 ミールボルドら。 HUDSON (未抽出の診断サンプルを加熱してヌクレアーゼを消去する) を開発し、SHERLOCK と組み合わせました。 この組み合わせにより、患者の体液中のデングウイルスとジカウイルスを非常に低濃度（マイクロリットルあたり1コピー）で直接検出することができました。 このプラットフォームの利点は、サンプルの前処理が必要ないことです [86]。

Cas12a は、DNA 分子を検出する付随的な活性を持つ別の Cas 酵素です。 2018年にDoudnaらによって開発された最初のCas12aベースの検出プラットフォームの1つ。 DETECTR [86] でした。 このシステムでは、非特異的な側副活性を持つラクノスピラ科細菌由来の Cas12a タンパク質 (LbCas12a) が、相補的な crRNA によって dsDNA 標的に誘導され、蛍光団と消光物質を持つ短い ssDNA レポーターの側副切断を引き起こします。 SHERLOCK と同様に、ターゲットの認識とレポーターの切断により、蛍光シグナルを発するクエンチャーからフルオロフォアが分離されます (図 3) [87]。 Cas12a は比較的弱い側副活動を持っています。 したがって、Cas12 ベースの診断方法は核酸検出の感度が低いです。 RPA による等温前増幅が損なわれないため、DETECTR は DNA 検出のアトモル感度に達し、低標的濃度 (2 aM 濃度) の検出が可能になりました [88]。 他の Cas12 ベースの技術では、Li et al. らは、この酵素の副次的活性を利用し、DNA および RNA ターゲットを迅速に検出するための HOLMES (One-Hour Low-cost MultiPurpose Highly Efficient System) と呼ばれる検出プラットフォームを開発しました。 HOLMES の基礎は、サンプル中に標的 DNA が存在すると、crRNA (Cas12a と複合体を形成) がそれに結合し、三元複合体 (CAS12a-crRNA-標的 DNA) が形成され、付随的な活性が得られるという点で SHERLOCK と似ています。 Cas 酵素がオンになり、プローブが分解されます [87]。 これらは、病原体を特定するために最も使用されている CRISPR ベースの検出プラットフォームです。 ただし、ハイブリダイゼーションによる低存在量配列の検出 (FLASH) や Cas14-DETECTOR など、他のプラットフォームもあり、それらの説明には別のレビュー論文が必要です [89、90]。

CRISPR テクノロジーに基づく核酸検出の DETECTR メソッド

これまで、多くの DNA ウイルスおよび RNA ウイルスがこれらの方法を使用して診断されてきました。 CRISPR-Cas ベースの SHERLOCK システムは、サンプル 1 マイクロリットルあたり約 1 コピーの感度でジカ ウイルス、エボラ ウイルス、およびデング熱ウイルスを検出できます。 また、西ナイルウイルス (WNV)、黄熱病ウイルス (YFV)、重症急性呼吸器症候群コロナウイルス 2 (SARS-CoV-2) の検出も可能になりました。 同様に、DETECTR テクノロジーも SARS-CoV-2 の検出に使用されています。 さらに、ヒトパピローマウイルス (HPV) 株 (HPV-16 および HPV-18) は、DETECTR テクノロジーによって診断できます。 次のセクションでは、ウイルス性肝炎の診断におけるさまざまな CRISPR-Cas システムの潜在的な応用について説明します [91]。

2030 年までにウイルス性肝炎を撲滅するという世界保健機関の目標を達成するには、この病気の正確な診断が必要です。 前述したように、理想的な診断アッセイは、ウイルスを正確かつ高感度に識別できると同時に、手頃な価格で持ち運び可能であり、さまざまな変異体を区別できる必要があります。 WHOの標準診断検査の要件を満たす新しいツールを開発すると、世界中のウイルス性肝炎の疫学調査と医療ヘルスケアシステムを完全に再構築することができる[85]。 この点において、新興の CRISPR/Cas システムは、ウイルス DNA または RNA を標的とすることで、特にウイルス性肝炎の最も重要な指標である HBV DNA および HCV RNA の有望な精密診断ツールとしての機会を提供する可能性があります。 このセクションでは、さまざまな CRISPR-Cas プラットフォームを使用して肝炎ウイルスのセンシングの分野で実施された研究をレビューします。

チェン・Xら。 臨床応用において 2 つの主要な HBV 遺伝子型 (HBV-B および HBV-C) を超高感度かつ早期に検出するために、「CRISPRHBV」として知られる CRISPR-Cas ベースの検出プラットフォームを考案しました。 CRISPR-HBV は、迅速な前増幅のためのマルチクロスオーバー変位増幅 (MCDA)、ターゲットを解読するための Cas12b ベースの検出、リアルタイム蛍光およびラテラルフロー バイオセンサーによる結果の読み出しを含む 3 つのステップで構成されます。 このシステムは、1 回の検査で 10 コピーのゲノム DNA を検出でき、100% の特異性を持ち、他の HBV 遺伝子型や病原体との交差反応性もありません。 DNAテンプレート抽出、MCDA前増幅反応、CRISPR-Cas12bベースの検出、結果の読み出しを含むアッセイプロセス全体は60分で完了でき、高価な機器は必要ありません。 さらに、HBV-B および -C の遺伝子型判定のための CRISPR-HBV アッセイの実現可能性は、臨床サンプルを用いた検証によって首尾よく確認されました。 したがって、CRISPR-HBV システムは、特に医療資源が不十分な国における臨床応用において、HBV 遺伝子型 B および C の検出および診断のための POC 診断検査となる可能性を秘めています [92]。

肝細胞における cccDNA の核内リザーバーの形成が持続性 HBV 感染の主な原因であるため、Zhang, X et al. CRISPR-Cas13a テクノロジーに基づいて、HBV cccDNA を検出するための高感度かつ特異的な診断ツールを開発しました。 この技術には以下のステップが含まれます: (1) プラスミドセーフ ATP 依存性 DNase (PSAD) および HindIII 酵素を使用して環状 rcDNA および直鎖二本鎖 DNA を消化する、(2) ローリング サークル増幅 (RCA) を使用した特定の HBV cccDNA フラグメントの増幅）およびPCR、および（3）CRISPR-Cas13aシステムを使用したターゲット検出。 このアッセイでは、CRISPR/Cas13 支援蛍光読み出しにより 1 コピー/μL の HBV cccDNA を検出できます。 さらに、ddPCR、qPCR、RCA-qPCR、PCR-CRISPR、および RCA-PCR-CRISPR を実行することにより、このアッセイは、HBV 関連肝組織、血漿、全血、および末梢血単核球 (PBMC) における cccDNA の検出について検証されました。 ）[93]。

多くの研究により、HBV ゲノムに生じる薬剤耐性変異は、HBV 感染のリスクを高めたり、ウイルスゲノムの活発な複製を引き起こしたりする可能性があり、その結果、罹患患者に溶解性感染症やその他の臨床問題が生じる可能性があることが明らかになりました。 抗ウイルス薬耐性における最も重要な要因の 1 つは、HBV P 遺伝子の YMDD モチーフの変異です。 したがって、Wang S. et al. らは、CRISPR-Cas13a検出システムとPCR増幅に基づくHBV DNAおよびYMDD薬剤耐性変異の高感度かつ実用的な検出法を開発し、臨床サンプルを用いてその診断能力を評価した。 この技術は、従来の PCR を使用した HBV の検出と薬剤耐性変異の同定において非常に高い感度を示します。 PCR 増幅は等温増幅技術よりも安定しているため、CRISPR-Cas13a 検出の前に PCR を使用して標的増幅を行いました。 感度の点では、この技術は HBV DNA および YMDD 薬剤耐性変異の検査ごとに 1 コピーを検出できることが判明しました [94]。 別の研究では、Ding, R et al. らは、LAMP 結合 CRISPR-Cas12a に基づいた高速かつ高感度の HBV POC 検査を開発しました。 このアッセイは、POC 技術の問題、特に核酸サンプル抽出の問題を 10 分以内に創造的に解決します。 ループ等温増幅 (LAMP)-Cas12a に基づいて、蛍光テスト ストリップとラテラル フロー テスト ストリップの両方でアッセイ結果の視覚化が提供されます。 高感度のリアルタイム検出は蛍光読み出しで達成でき、一方、肉眼で見える結果はラテラルフローテストストリップ技術で達成できます。 蛍光読み取りベースの Cas12a アッセイは 13 分で 1 コピー/μL の感度で HBV 検出を達成できますが、ラテラルフロー テスト ストリップ技術ではわずか 20 分しかかかりません。 臨床サンプルの評価では、蛍光読み出し法とラテラルフローテストストリップの両方の感度と特異性が 100% であることが示されています。 さらに、アッセイ結果は qPCR と完全に同等でした。 LAMP-Cas12a ベースの HBV 技術は、最小限の機器と低コストに依存して迅速かつ正確な検査結果を提供するため、医療が十分に受けられていない地域での POC HBV 検出に実用的な大きな可能性をもたらします (表 3) [95]。

HCV および複製中に生成される準種の遺伝的多様性は、直接作用型抗ウイルス薬 (DAA) に対するウイルス耐性をもたらし、ワクチン開発の障害にもつながっています。 疾患の正確かつタイムリーな診断は、効率的な治療介入と疫学調査の前提条件である[96]。 イムノアッセイや qPCR などの技術は HCV の診断において重要な役割を果たしますが、特に分子検査へのアクセスや利用可能性が依然として限られている資源が限られた環境では、迅速かつ正確な POC 検査が HCV 感染者を特定するために重要です。 したがって、このギャップを埋めるために、資源が限られた環境でHCV RNAを迅速に検出するための新しい分子アッセイを開発する必要がある[97]。 最近、Kham-Kjing ら。 らは、HCV RNA を検出するための高速かつ高感度な方法を開発し、評価しました。 この方法は、特定の HCV ゲノム配列の検出を可能にする逆転写ループ媒介等温増幅 (RT-LAMP) 共役 CRISPR-Cas12 システムに基づいていました。 切断反応後の増幅産物は、ラテラルフローバンド上で視覚化することも、蛍光検出器で測定することもできます。 HCV、HIV、または HBV に感染した個人、または健康なドナーからの臨床サンプルで検査した場合、RT-LAMP と組み合わせた CRISPR-Cas12 アッセイは、参照方法である Roche COBAS AmpliPrep/COBAS TaqMan HCV 検査と比較して、96 の結果を示しました。感度%、特異度100%、一致率97%。 このアッセイでは、10 ng/μL という低い HCV RNA 濃度を検出できました。 したがって、この正確かつ特異的な技術は、リソースが少ない状況で HCV 感染者を特定するための、費用対効果が高く信頼性の高い POC 検査となる可能性があります (表 3) [98]。

これらの全体的な研究により、ウイルス性肝炎感染症の効果的な診断ツールとしての CRISPR/Cas システムの可能性が証明されました。 上記の研究以外には、現在まで、HAV、HDV、および HEV を検出するための CRISPR ベースの診断方法は開発されていません。 ただし、Cas12a 酵素は、CRISPR ベースの HAV 検出方法の開発に最適な酵素です。 同様に、HDV は RNA ウイルスであるため、Cas13a は HDV の CRISPR ベースの診断方法に最適な酵素です。 HDV と同様、HEV は RNA ウイルスであるため、このウイルスを検出するための CRISPR ベースの診断方法には Cas13a が最適な酵素です。 不確実性はありますが、CRISPR/Cas システムの可能性は、すぐにさまざまなウイルス性肝炎感染症の主要な診断ツールになる可能性があります。

数年以内に、CRISPR ベースの分子診断システムは、核酸バイオセンシングのための実験ツールから、POC でウイルスを含む病原体を迅速かつ手頃な価格で高感度かつ特異的に検出するための臨床的に実行可能な診断検査へと開発されました。 この技術には多くの利点があることが明らかですが、安全で効率的な臨床応用のためには克服する必要のあるいくつかの課題と制限があります。 SHERLOCK や DETECTR などの最新の CRISPR-Cas ベースの診断ツールの主な制限は、PCR または等温増幅プロセス (PCR、RPA、LAMP など) による標的核酸の前増幅に依存していることです。 ただし、等温増幅プロセスでは、多くの場合、次のような一連のタンパク質が必要になります。 ポリメラーゼ、リコンビナーゼ、または結合タンパク質とプライマーには、RPA 用の 2 つのプライマーと LAMP 用の 4 ～ 6 つのプライマーと追加のサンプル調製ステップが含まれており、アッセイ時間が非常に複雑になり、20 分から 2 時間延長されます [99]。 これらの問題を解決するために、近年、デジタルCRISPRやマルチcrRNA、高感度シグナル伝達法など、非増幅サンプルを直接検出するさまざまな増幅を必要としない検出法が開発され、ウイルスを迅速かつ高感度に検出することが可能になりました。 ただし、これらの方法には、高価な蛍光または光学検出機器、マイクロ流体チップなどの特定の機器も必要であり、その幅広い用途が制限されています[100]。 将来の CRISPR/Cas テクノロジー プラットフォームは依然として他のテクノロジーのサポートに依存すると予測できます。 たとえば、より多くの信号読み出し技術とナノマテリアルを組み合わせることで、CRISPR/Cas システムの独自の機能をより多様に応用するための、よりシンプルで高感度な分析性能が達成されます。

さらに、最適化されたワンポット反応とテスト結果の簡単な視覚化により、CRISPR ベースの診断の使いやすさが向上しています。 ただし、サンプル前処理には依然として別のステップが必要であり、室温よりも高いインキュベーション温度には加熱装置が必要です。 さらに、ターゲット濃度がアッセイの最低分析物濃度 (LOD) に近いため、特にラテラルフローアッセイを使用する場合、読み取り値を確実に定量することが困難になります。 家庭またはポイントオブケア (POC) で使用する場合、アッセイ設計では、長期保管、限られたユーザートレーニング、過酷な環境条件などの変動または困難な条件下で堅牢な結果を提供するために、シンプルなサンプル前処理プロトコルと堅牢な検出方法を組み合わせる必要があります。 。 この目標を達成するために、マイクロ流体技術を使用して、サンプルの調製、測定、およびレポートを単一の操作が簡単なユニットに統合することが可能になりつつあります[66]。 今後の研究では、ウイルス核酸の放出、前増幅、CRISPR-Cas媒介検出、シグナル読み取りを含む、よりユーザーフレンドリーなワンステップ診断アプローチの開発に焦点を当てる必要があります。

CRISPR-Cas システム、特に Cas9 のもう 1 つの欠点は、Cas9 が切断のために意図しないゲノム部位に結合する「オフターゲット」効果です。 このようなオフターゲット効果は、偽陰性または偽陽性の結果につながる可能性があります。 この問題は、適切な sgRNA を設計するためのバイオインフォマティクス ソフトウェアを使用することで克服できます [101]。

自動化と人工知能は、ウイルス診断における CRISPR-Cas システムの応用を大幅に強化できます。 CRISPR-Cas ベースの診断システムは、人工知能 (AI) と組み合わせることで、迅速かつ手頃な価格で、正確かつスマートに感染因子を検出するための早期警告システムを提供できます。 特に、ユーザーフレンドリーでポータブルな CRISPR-Cas ベースの診断キットは、特定の病原体を迅速かつ正確に検出するために、病院、保健センター、地域社会、さらには個人に提供されています。 検査結果のスマートフォンへの取得はアプリを介して実現されます。 さまざまな場所からのデータは、5G サービスを介してクラウド コンピューティング システムに保存および処理でき、制限された担当者がサポートの決定を行ったり、研究目的で公的にアクセスしたりすることができます。 クラウドコンピューティングシステムは感染リスクを計算し、診断項目を更新することでAI搭載モデルを生成し、政策立案者や個人に警告する[102,103,104]。 このような CRISPR-Cas 診断 AI を活用した警報システムは、近くにある感染性ウイルスのリスクについて早期に警告を発し、ウイルス感染の拡大を防ぐためのタイムリーな対応と適切な対策に非常に役立ちます。

従来の診断技術の限界と欠点により、ウイルス感染を迅速に診断するための高感度で効率的な分子診断方法を使用する新しい方法が開かれます。 II 型 (Cas9)、V (Cas12)、および VI (Cas13) 型 CRISPR ベースのシステムは、DNA および RNA ウイルスを迅速に検出および制御するための高度な診断ツールを提供します。 ウイルス性肝炎の分子診断のための新しい CRISPR ベースのプラットフォームの開発は、医療を変革し、この感染症の疫学管理を世界的に改善することを約束します。 現在、開発された CRISPR ベースのアッセイは臨床試験によって検証される必要があり、臨床実装後もその性能を保証するためにアッセイの検証を監視および維持する必要があります。 CRISPR-Cas ベースの診断プラットフォームの開発は多くの成功を収めていますが、研究室から実用化または臨床使用に至るにはまだ長い道のりがあります。

適用できない。

単純ヘルペスウイルス

サイトメガロウィルス

エプスタイン・バーウイルス

水痘・帯状疱疹ウイルス

A型肝炎ウイルス

B型肝炎ウイルス

C型肝炎ウイルス

デルタ肝炎ウイルス

E型肝炎ウイルス

肝細胞癌

規則的に間隔をあけてクラスター化された短い回文リピート - CRISPR 関連配列

注意する点

ポリメラーゼ連鎖反応

核酸増幅技術

二本鎖DNA

共有結合で閉じた環状DNA

スカベンジャー受容体クラスBタイプI

閉塞

クローディン-I

分化のクラスター 81

酵素免疫測定法

慢性B型肝炎

劇症肝不全

電子顕微鏡法

定量的 PCR、NASBA:核酸配列に基づく増幅

ループ媒介等温増幅

リガーゼ連鎖反応

逆転写酵素PCR

デジタル PCR

次世代シーケンス

核酸配列に基づく増幅 - CRISPR 切断

DNA エンドヌクレアーゼを標的とした CRISPR トランス レポーター

特異的高感度酵素レポーターのロック解除

プロトスペーサー隣接モチーフ

1時間の低コスト多目的高効率システム

ハイブリダイゼーションによる低存在量配列の検索

ウエストナイルウイルス

黄熱病ウイルス

重症急性呼吸器症候群コロナウイルス2

ヒトパピローマウイルス

インターフェロンα

ヌクレオシド類似体

アポリポタンパク質 B mRNA 編集触媒ポリペプチド様 3

リラックスした環状 DNA

プレゲノムRNA

複数のクロスオーバー変位増幅

プラスミドセーフな ATP 依存性 DNase

ローリングサークル増幅

末梢血単核球

ループ等温増幅

直接作用型抗ウイルス薬

内部リボソーム侵入部位。

タッパーEB、カリーMP。 他のウイルスによる肝炎 肝疾患ハンドブック、2018: p. 78.

サリン SK、クマール M. ウイルス性 A 型肝炎、肝臓疾患の分子病理学。 スプリンガー; 2011。527–52 ページ。

Qu B、ブラウン RJ. B型肝炎ウイルスを転写物レベルで阻害する戦略。 ウイルス。 2021;13(7):1327。

論文 CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

ジェフリーズ M、他。 ウイルス性肝炎の世界的な疫学と予防戦略に関する最新情報。 世界のJクリン症例。 2018;6(13):589.

記事 PubMed PubMed Central Google Scholar

コックス・AL、他。 ウイルス性肝炎の撲滅目標に向けて前進。 Nat は胃腸ロール ヘパトールをレビューします。 2020;17(9):533–42。

記事 Google Scholar

マリク GF 他ウイルス性肝炎-これまでの道のりと、まだ続く旅。 肝臓医学: 証拠と研究。 2022;14:13。

論文 PubMed Google Scholar

ウー・ジェイら。 ウイルス性肝炎の診断、治療、予後。 フロントメッド、2022年9月。

コン・Hらウイルス性肝炎および肝細胞癌に対する CRISPR/Cas の高度なナノセラノスティックス。 高度科学。 2021;8(24):2102051。

記事 CAS Google Scholar

Barrangou R ら。 CRISPR は、原核生物にウイルスに対する獲得耐性を提供します。 科学。 2007;315(5819):1709–12。

論文 CAS PubMed Google Scholar

石野 裕 ほか大腸菌におけるアルカリホスファターゼアイソザイム変換に関与する iap 遺伝子のヌクレオチド配列と遺伝子産物の同定。 J バクテリオール。 1987;169(12):5429–33。

論文 CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

マカロバ KS 他 CRISPR-Cas システムの進化的分類: クラス 2 および派生バリアントのバースト。 Nat Rev 微生物。 2020;18(2):67–83。

論文 CAS PubMed Google Scholar

オコネルMR. Cas13 を含む VI 型 CRISPR-Cas システムによる RNA ターゲティングの分子機構。 Ｊ Ｍｏｌ Ｂｉｏｌ． 2019;431(1):66–87。

論文 PubMed Google Scholar

Koonin EV、Makarova KS、Zhang F. CRISPR-Cas システムの多様性、分類、進化。 現在のオピン微生物。 2017;37:67–78。

論文 CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

マカロバ KS 他 CRISPR-Cas システムの最新の進化的分類。 Nat Rev 微生物。 2015;13(11):722–36。

論文 CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

シュマコフ S、他。 多様なクラス 2 CRISPR-Cas システムの発見と機能特性評価。 モルセル。 2015;60(3):385–97。

論文 CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

シュマコフ S、他。 クラス 2 CRISPR-Cas システムの多様性と進化。 Nat Rev 微生物。 2017;15(3):169–82。

論文 CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

ザッカーマン JN、ザッカーマン AJ。 参加者: ハイツ M、編集者。 肝炎ウイルス感染症。 3版米国ミズーリ州）：モスビー・エルゼビア。 2010 年。1539 ～ 49 ページ。

Google Scholar の章

Tu T、パテル K、シャッケル N. 17-ウイルス性肝炎ゲノムと、2017年。

Jha V et al. B型肝炎ウイルスに対する強力な阻害剤を発見するための薬用植物ファイトケミカルのコンピュータースクリーニング

Manns MP、Maasoumy B. C 型肝炎研究の画期的な進歩: 発見から治療まで。 Nature は消化器病学と肝臓学をレビューします。 2022 年。1 ～ 18 ページ。

トルヒーリョ - オチョア JL、ビエラ - セグラ O、フィエロ NA。 メキシコにおける A 型肝炎ウイルスの疫学移行の管理における課題。 アン・ヘパトル。 2019;18(1):14–22。

論文 PubMed Google Scholar

フェルド JJ. 成人および小児における慢性ウイルス性肝炎：B 型肝炎 肝臓学：診断と臨床管理、2012 年：p. 185.

シャラポフ UM. A 型肝炎、食中毒および中毒。 2013年、エルゼビア。 279-86。

カスタネダ D ら。 A 型肝炎から E 型肝炎まで: ウイルス性肝炎の批判的レビュー。 ワールド J ガストロエンテロル。 2021;27(16):1691。

論文 CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Migueres M、Lhomme S、Izopet J. A 型肝炎: 疫学、高リスクグループ、予防および抗ウイルス治療の研究。 ウイルス。 2021;13(10):1900。

記事 PubMed PubMed Central Google Scholar

ミカエリス K ら。 A型肝炎ウイルス感染症、予防接種、および小児および青少年の人口動態決定要因、ドイツ。 Sci Rep. 2018;8(1):1–10。

記事 CAS Google Scholar

ミハイロフMI、他。 A型肝炎が流行している地域の小児を対象とした、A型肝炎に対する普遍的単回接種ワクチン。 ワクチン。 2020;8(4):780.

論文 CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Gupta S. ウイルス性肝炎: 歴史的展望、病因学、疫学、および病態生理学 Gupta, S. (primera edición)、肝炎ウイルスの研究: ライフ サイクル、構造、機能、および阻害 (1 ～ 14 ページ)。 エルゼビア、2018年。

Beck J、Nassal M. B 型肝炎ウイルスの複製。 ワールド J 消化器病学: WJG。 2007;13(1):48。

論文 CAS PubMed Central Google Scholar

ロゴイダ M、他スロバキア共和国における B 型肝炎ウイルスの遺伝子型を検出する 2 つの診断法の比較。 病原体。 2021;11(1):20。

記事 PubMed PubMed Central Google Scholar

カフェエロ HM 他予防接種のためにスクリーニングされたHBsAg陰性の入院患者におけるB型肝炎ウイルス（HBV）の血清学的パターン。 Sci Rep. 2022;12(1):1–10。

記事 Google Scholar

アクバル SMF 他慢性B型肝炎に対する治療ワクチンの安全性と有効性：第III相臨床試験の追跡調査。 ワクチン。 2021;10(1):45。

記事 PubMed PubMed Central Google Scholar

マッキランGMほか米国における B 型肝炎ウイルス感染の有病率: 国民健康および栄養検査調査、1976 年から 1994 年。Am J Public Health。 1999;89(1):14–8。

論文 CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Liang T、B型肝炎。ウイルスと病気。 肝臓学、49。S13–S21。 https://doi.org/10.1002/hep、2009. 22881。

Diogo Dias J、Sarica N、Neuveut C. B 型肝炎のライフサイクルの初期段階: カプシド核移入から cccDNA 形成まで。 ウイルス、2021. 13(5)。

Xia Y、Guo H. B 型肝炎ウイルス cccDNA: 形成、制御、および治療の可能性。 抗ウイルス研究 2020;180:104824。

論文 CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

イーディ M、バラクロ K、ジョンソン DW。 総説記事: B 型肝炎と透析。 ネフロル（カールトン）。 2010;15(2):137–45。

記事 Google Scholar

スモールズDJ 他 B 型肝炎ウイルスの再活性化: リスク要因と現在の管理戦略。 薬物療法: 人間の薬理学と薬物療法のジャーナル。 2019;39(12):1190–203。

記事 CAS Google Scholar

サイード G、ワイルズ D、シディキ A. 肝ウイルス。 2014年。

ジュ・W 他中国の慢性 C 型肝炎患者における C 型肝炎ウイルスの遺伝子型とサブタイプの分布: HCV 遺伝子型 3 および 6 の全国的な広がり。Virol J. 2015;12(1):1–6。

記事 CAS Google Scholar

Gupta P. C 型肝炎ウイルスと HIV 1 型の同時感染。 感染症 Rep. 2013;5(S1):31–7。

Google スカラー

Zheng Yら。 HIV 陽性および HIV 陰性 MSM における C 型肝炎ウイルス感染の世界的負担と変化傾向: 体系的レビューとメタ分析。 フロントメッド、2021年8月。

バックマンド M ら。 C型肝炎ウイルス感染症と注射薬使用者：予防、危険因子、治療。 クリン感染症 2005;40(補足5):S330–5。

論文 PubMed Google Scholar

キムCW、チャンKM。 C 型肝炎ウイルス: ウイルス学とライフサイクル。 クリンモルヘパトール。 2013;19(1):17。

論文 CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

コルピッツ CC、ツァイ PL、ツァイゼル MB。 C 型肝炎ウイルスの侵入: 興味深い複雑かつ高度に制御されたプロセス、国際分子科学ジャーナル、2020。21(6): p. 2091年。

Gupta E、Bajpai M、Choudhary A. C 型肝炎ウイルス: スクリーニング、診断、および臨床検査の解釈。 アジアの J Transfus Sci. 2014;8(1):19。

記事 PubMed PubMed Central Google Scholar

ムー・JJ 他デルタ肝炎ウイルスのスモールデルタ抗原はアセチル化タンパク質であり、リジン 72 のアセチル化はその細胞局在とウイルス RNA 合成に影響を与える可能性があります。 ウイルス学。 2004;319(1):60–70。

論文 CAS PubMed Google Scholar

サウセン DG 他 B 型肝炎ウイルスと D 型肝炎ウイルス: 免疫学に焦点を当てた包括的な最新情報。 Int J Mol Sci. 2022;23. https://doi.org/10.3390/ijms232415973。

USTIANOWSKI A, K. 全身性疾患、自己免疫疾患、ハンドブック。 2020.16:p. 59-82。

オリベロ A、スメディール A。デルタ肝炎ウイルスの診断。 肝疾患に関するセミナーを開催します。 2012.ティーム医学出版社。

キム・JH 他アフリカにおける E 型肝炎ウイルスの疫学の系統的レビュー。 BMC感染症 2014;14(1):1–13。

記事 Google Scholar

シー・Y、クロメアン・T、ソブシー・M. ウイルス| 食物、水、環境によって伝染する肝炎ウイルス 2014。

シュヴァリエ S、パウロツキー JM. 肝炎ウイルス、感染症。 2017年、エルゼビア。 1417 ～ 1425 年。

ネルソン KE、ラブリーク AB、クマッシュ BL。 遺伝子型 1 および 2 の E 型肝炎ウイルス感染の疫学。 第 9 巻。医学におけるコールド スプリング ハーバーの視点。 2019.p. a031732。 6.

ニコット F ら。 人獣共通感染症 E 型肝炎ウイルス遺伝子型 3 の異なるサブジェノタイプへの分類。 フロント微生物。 2021;11:634430。

記事 PubMed PubMed Central Google Scholar

Hartl J、Wehmeyer MH、Pischke S. 急性 E 型肝炎: 表裏一体。 ウイルス。 2016;8(11):299.

記事 PubMed PubMed Central Google Scholar

Zhao C、Wang Y. HEV 感染の検査室診断。 肝 E ウイルス、2016: p. 191-209。

タラプコ J ら。 脆弱な対象グループにおける e 型肝炎診断の精度向上に向けて: 知識の現状と実践への影響についての世界的な視点。 健康管理。 2021.MDPI。

Sime-Ngando T. 環境バクテリオファージ: 水生生態系における微生物のウイルス。 フロント微生物。 2014;5:355。

記事 PubMed PubMed Central Google Scholar

CJ B、CR H.、M. FA - ウイルス疾患の検査室診断。 フェナーとホワイトの医療ウイルス学。 2017年。

シャオ・Mらウイルス検出: 最先端の研究所からスマートフォンベースのポイントオブケアテストまで。 高度科学。 2022;9(17):2105904。

記事 CAS Google Scholar

Dronina J、Samukaite-Bubniene U、Ramanavicius A. ウイルス感染症の診断における進歩と洞察。 J ナノバイオテクノロジー。 2021;19(1):348。

記事 CAS Google Scholar

ユアン・Bら病原体検出における CRISPR/Cas システムの応用: レビュー。 分子。 2022;27. https://doi.org/10.3390/molecules27206999。

チャートーDS。 CRISPR を使用した次世代診断。 科学。 2018;360(6387):381–2。

論文 PubMed Google Scholar

ヒル F ら。 CRISPR-Cas の生物学: 過去と未来。 細胞。 2018;172(6):1239–59。

論文 CAS PubMed Google Scholar

カミンスキーMM、他。 CRISPR ベースの診断。 国立生物医学工学部 2021;5(7):643–56。

記事 CAS Google Scholar

Bao W、Jurka J. 細菌 TnpB_IS605 の相同体は、さまざまな真核生物の転移因子に広く存在します。 モブのDNA。 2013;4(1):12。

論文 CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

チェン JS 他 CRISPR-Cas12a 標的結合は、無差別な一本鎖 DNase 活性を解き放ちます。 科学。 2018;360(6387):436–9。

論文 CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Zetsche B、他。 Cpf1 は、クラス 2 CRISPR-Cas システムの単一の RNA ガイド型エンドヌクレアーゼです。 細胞。 2015;163(3):759–71。

論文 CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

丁 R ら CRISPR/Cas システム: 新型コロナウイルス感染症および新興感染症の予防と制御のための潜在的な技術。 フロントセルは微生物に感染します。 2021;11:639108。

論文 CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

シャン・X 他 CRISPR-cas システムをベースとした、感染症および新たな 2019 年の新型コロナウイルス (COVID-19) 肺炎に対する分子診断ツール。 J 薬物ターゲット。 2020;28(7–8):727–31。

論文 CAS PubMed Google Scholar

チェン・K 他分子診断のための CRISPR ベースのバイオセンサーとバイオアッセイの研究の進歩。 フロントバイオエンバイオテクノロジー。 2022;10:986233。

記事 PubMed PubMed Central Google Scholar

Puig-Serra P、他。 CRISPR は人間の病気の診断にアプローチします。 Int J Mol Sci. 2022;23. https://doi.org/10.3390/ijms23031757。

チャクラボルティ J 他病原性細菌の新しい年齢検出法としての CRISPR/Cas ベースのバイオセンサー。 ACSオメガ。 2022;7(44):39562–73。

論文 CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

リー・RA 他症候性および無症候性マラリアにおけるマラリア原虫種の現場で適用可能な検出のための超高感度 CRISPR ベースの診断米国科学アカデミー紀要、2020。117(41): p. 25722～25731。

カミンスキーMM、他。 移植後の日和見感染の検出および移植拒絶反応のモニタリングのための CRISPR ベースのアッセイ。 Nat Biomed Eng. 2020;4(6):601–9。

論文 CAS PubMed Google Scholar

ブルッフ R ら。 核酸増幅を必要としない miRNA 診断用の CRISPR/Cas13a を利用した電気化学マイクロ流体バイオセンサー。 アドバンスメーター。 2019;31(51):1905311。

記事 CAS Google Scholar

シャン Y 他 crRNA プログラム機能と CRISPR/Cas13a トランス切断活性を組み合わせた miRNA の高忠実度かつ迅速な定量。 アナルケム。 2019;91(8):5278–85。

論文 CAS PubMed Google Scholar

グーテンバーグ JS 他 Cas13、Cas12a、および Csm6 を備えた多重化されたポータブル核酸検出プラットフォーム。 科学。 2018;360(6387):439–44。

論文 CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

ハジアン R、他。 グラフェン電界効果トランジスタ上に固定化された CRISPR-Cas9 を介した、増幅されていない標的遺伝子の検出。 国立生物医学工学部 2019;3(6):427–37。

記事 CAS Google Scholar

ジョラニー・ヴァンガー・S 他 CRISPR に基づいた感染症および非感染性疾患の診断。 オンラインでの生物学的手続き。 2020;22(1):22。

記事 CAS Google Scholar

パーディー K 他プログラム可能な生体分子コンポーネントを使用した、ジカウイルスの迅速かつ低コストの検出。 細胞。 2016;165(5):1255–66。

論文 CAS PubMed Google Scholar

ケルナー MJ 他 SHERLOCK: CRISPR ヌクレアーゼによる核酸検出。 ナットプロトコル。 2019;14(10):2986–3012。

論文 CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

王Sら CRISPR/Cas12a システムに基づく大腸菌 O157:H7 の迅速な核酸検出。 食品管理。 2021;130:108194。

記事 CAS Google Scholar

ムスタファ・ムジャヘド I 氏、マカウィ・アブデルラフィー M. シャーロック氏、および DETECTR: 新興感染症の潜在的な迅速診断ツールとしての CRISPR-Cas システム。 J クリン マイクロバイオル。 2021;59(3):e00745–20。

PubMed PubMed Central Google Scholar

Myhrvold C ら。 CRISPR-Cas13 を使用した現場展開可能なウイルス診断。 科学。 2018;360(6387):444–8。

論文 CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

李 SY 他 CRISPR-Cas12a を利用した核酸検出。 セル発見。 2018;4:20。

記事 PubMed PubMed Central Google Scholar

クマラン A 他次世代のポイントオブケア診断アプリケーションのための CRISPR ベースのバイオセンシングの進歩。 バイオセンサー。 2023;13. https://doi.org/10.3390/bios13020202。

李 Y 他次世代バイオセンシングに向けた CRISPR/Cas システム。 トレンドバイオテクノロジー。 2019;37(7):730–43。

論文 PubMed Google Scholar

Aman R、Mahas A、Mahfouz M. CRISPR/Cas Biosensing Technologies を使用した核酸検出。 ACS シンセ バイオル。 2020;9(6):1226–33。

論文 CAS PubMed Google Scholar

イン・Lら CRISPR-Cas ベースのウイルス検出: 最近の進歩と展望。 バイオセンスバイオエレクトロン。 2021;193:113541。

論文 CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

チェン・X 他臨床応用における B 型肝炎ウイルス遺伝子型 B および C の超高感度、迅速、高特異性検出のための CRISPR-Cas12b ベースのプラットフォーム。 フロントバイオエンバイオテクノロジー。 2021;9:743322。

記事 PubMed PubMed Central Google Scholar

張 X 他 CRISPR/Cas13 支援による B 型肝炎ウイルスの共有結合閉環状 DNA 検出。 ヘパトール国際空港 2022;16(2):306–15。

論文 PubMed Google Scholar

王Sら PCR ベースの CRISPR-Cas13a システムを利用した、B 型肝炎ウイルス DNA と薬剤耐性変異の高感度かつ特異的な検出。 クリン微生物感染症。 2021;27(3):443–50。

論文 CAS PubMed Google Scholar

ディン・Ｒら。 CRISPR/Cas12 ベースの超高感度かつ特異的なポイントオブケアによる HBV 検出。 Int J Mol Sci、2021. 22(9)。

アシュラフ・MUら。 CRISPR-Cas13a は、効果的な抗ウイルス戦略として C 型肝炎ウイルス内部リボソーム侵入部位 (IRES) を標的にします。 バイオメッド薬剤師。 2021;136:111239。

論文 CAS PubMed Google Scholar

王 H 他逆転写リコンビナーゼ支援増幅側方フローディップスティックを使用した C 型肝炎ウイルスの迅速な視覚的検出。 フロントセルは微生物に感染します。 2022;12:816238。

論文 CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Kham-Kjing N et al. RT-LAMP 共役 CRISPR-Cas12 アッセイを使用した、C 型肝炎ウイルスの高度に特異的かつ迅速な検出。 Diagnostics (バーゼル)、2022. 12(7)。

リー・Hら CRISPR Cas13a およびグラフェン電界効果トランジスタを使用した、SARS-CoV-2 および呼吸器合胞体ウイルスの増幅を伴わない検出。 Angew Chem Int Ed Engl. 2022;61(32):e202203826。

CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

黄 Z 他核酸検出用の CRISPR/Cas バイオセンサーの蛍光シグナル読み取り。 バイオセンサー。 2022;12. https://doi.org/10.3390/bios12100779。

リ・Pら感染症診断への CRISPR-Cas システムの応用。 専門家 Rev Mol 診断。 2021;21(7):723–32。

論文 CAS PubMed Google Scholar

パラズF、他 CRISPR ベースのツール: 新型コロナウイルス感染症 (COVID-19) の診断のための代替方法。 クリンバイオケム。 2021;89:1–13。

論文 CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Wang X、Shang X、Huang X. CRISPR/Cas ベースの検出法による次世代病原体診断。 出現した微生物が感染する。 2020;9(1):1682–91。

論文 CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

イブラヒム AU 他クラウドとモノのインターネット時代における未来的な CRISPR ベースのバイオセンシング: 概要。 マルチメッド ツール アプリケーション 2022;81(24):35143–71。

論文 PubMed Google Scholar

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この研究は、イランのテヘランにある国立遺伝子工学・生物工学研究所の支援を受けました。

この研究は、公共、商業、非営利部門の資金提供機関から特別な助成金を受けていません。

産業・環境・バイオテクノロジー部門、国立遺伝子工学・バイオテクノロジー研究所 (NIGEB)、テヘラン、1497716316、イラン

ハウラ・バルロルム、ファテメ・ヌーリ・ロウズバハニ、サギ・ノーレイ、メフディ・ムーサヴィ・サメ、ゴラムレザ・アフマディアン

動物バイオテクノロジー部門、国立遺伝子工学・バイオテクノロジー研究所 (NIGEB)、テヘラン、1497716316、イラン

ホセイン・タラヒモフラド

応用微生物学研究センター、システム生物学および中毒研究所、バキヤタッラー医科大学、テヘラン、1435916471、イラン

アッバス・ハジザド

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GA が研究を設計しました。 HB、HT、FNR、SN、MMが原案執筆。 HB は原稿の最終版を書きました。 HB が図と表を用意しました。 GA と AH は最終草案のレビューと編集を担当しました。 GA と AH はプロジェクトの管理と監督に貢献しました。 著者全員が最終原稿を読んで承認しました。

ゴラムレザ・アフマディアン氏への通信。

適用できない。

著者らは競合する利害関係を宣言していません。

適用できない。

シュプリンガー ネイチャーは、発行された地図および所属機関における管轄権の主張に関して中立を保ちます。

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転載と許可

Bahrulolum、H.、Tarrahimofrad、H.、Rouzbahani、FN 他。 ウイルス性肝炎感染の検出における新たなツールとしての CRISPR/Cas システムの可能性。 Virol J 20、91 (2023)。 https://doi.org/10.1186/s12985-023-02048-5

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受信日: 2023 年 2 月 4 日

受理日: 2023 年 4 月 23 日

公開日: 2023 年 5 月 8 日

DOI: https://doi.org/10.1186/s12985-023-02048-5

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