CRISPR-Cas12a结合荧光检测平台实现犬巴贝斯虫和犬埃立克体快速精准诊断

《Scientific Reports》：CRISPR-Cas12a-based rapid detection of Babesia gibsoni and Ehrlichia canis in dogs using fluorometer platform

　　本研究针对犬类重要蜱传疾病——巴贝斯虫病和单核细胞埃立克体病，开发了一种基于CRISPR-Cas12a的荧光检测技术。研究人员通过设计特异性gRNA靶向Babesia gibsoni（B. gibsoni）的18S rRNA基因和Ehrlichia canis（E. canis）的p43基因，结合PCR预扩增与荧光信号读取，实现了对两种病原体的高灵敏度检测。该技术检测限达6×108（B. gibsoni）和6×109（E. canis）拷贝数，与实时荧光PCR相当，且显著优于侧向流动层析试纸条（LFA），为兽医临床提供了快速、精准的现场诊断方案。

　　

在热带和亚热带地区，犬类常面临蜱传疾病的威胁，其中由巴贝斯虫（Babesia gibsoni）和犬埃立克体（Ehrlichia canis）引起的感染尤为常见。这些病原体可导致贫血、发热、血小板减少等严重症状，甚至危及生命。传统诊断方法如显微镜检和血清学检测灵敏度有限，难以在感染早期准确识别病原体。而分子检测技术如PCR虽灵敏度高，但依赖复杂设备，不适用于现场快速筛查。因此，开发一种兼具高灵敏度、易操作且适合基层应用的诊断工具成为迫切需求。

为此，Azhahianambi Palavesam、Karthik Raj B N等研究团队在《Scientific Reports》发表论文，首次报道了基于CRISPR-Cas12a的荧光检测平台，用于犬血液中B. gibsoni和E. canis的快速检测。该技术通过特异性gRNA引导Cas12a酶靶向切割病原体基因，结合荧光信号放大，实现了媲美实时PCR的检测性能，同时具备便携、低成本的优势。

关键技术方法

研究团队从临床疑似感染犬的血液样本中提取DNA，通过PCR扩增B. gibsoni的18S rRNA基因和E. canis的p43基因片段。设计针对TTTV PAM序列的gRNA，与LbaCas12a酶形成复合物，激活后切割荧光标记的ssDNA探针。检测平台包括手持荧光计（定量读值）、实时PCR仪（高灵敏度对照）和侧向流动层析试纸条（可视化检测），并通过稳定性实验优化了gRNA的冻存条件。

研究结果

gRNA特异性与功能验证

通过体外转录获得高纯度gRNA，其与Cas12a形成的复合物可特异性识别并切割含目标基因的质粒或PCR产物，且无交叉反应。

检测灵敏度比较

荧光检测平台对B. gibsoni和E. canis的检测限分别为6×10⁸和6×10⁹拷贝数，与实时PCR（6×10⁷和6×10⁸拷贝数）接近，而LFA灵敏度较低（10¹⁰拷贝数）。

gRNA稳定性分析

添加海藻糖冻存的gRNA在4°C下可保持12周活性，优于未冻存样品（仅5周），显著提升了试剂的现场适用性。

临床样本验证

在84份临床样本中，荧光检测平台与PCR结果完全一致（灵敏度与特异性均为100%），而LFA对B. gibsoni的检测灵敏度仅为59.3%。

结论与意义

本研究成功构建了CRISPR-Cas12a荧光检测系统，首次将手持荧光计应用于犬蜱传病原体诊断。该技术通过PCR预扩增提升检测灵敏度，避免了常见于等温扩增方法的假阳性问题，且操作时间短（约100分钟），适合兽医临床现场使用。此外，冻存gRNA的稳定性优化进一步推动了该技术在资源有限地区的应用。这一平台不仅为犬类寄生虫病防控提供了新工具，也为其他人兽共患病的快速诊断提供了技术借鉴。