2023年5月2日,接国家知识产权局通知,首都医科大学附属北京佑安医院任锋教授团队获批CRISPR技术在HBV cccDNA检测领域的第一项发明专利——“基于PCR-CRISPR-cas13a检测乙型肝炎病毒共价闭合环状DNA的试剂盒”(图1)。
图1 “基于PCR-CRISPR-cas13a检测乙型肝炎病毒共价闭合环状DNA的试剂盒”发明专利证书
HBV感染是影响全世界人民健康的主要公共卫生问题,有超过2.5亿的HBV感染者。主要的抗病毒药物如核苷(酸)类似物(NAs)和α干扰素(IFNα)等都不能完全治愈HBV,根本原因在于不能彻底清除的共价闭合环状DNA(cccDNA)。HBV cccDNA是病毒RNA复制转录的模板,它以微染色体的形式长期稳定的存在于肝细胞核中。因此,建立一种有效的HBV cccDNA检测方法,对于临床抗病毒治疗效果的评价和治疗策略的调整都具有重要意义。目前,检测HBV cccDNA的方法有Southern印迹杂交、巢式PCR、RCA和微滴数字PCR(ddPCR),但由于这些方法存在操作复杂、灵敏度低和成本较高等局限性没有被广泛使用。
规律成簇的间隔短回文重复序列及其相关蛋白(Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats/CRISPR-associated proteins, CRISPR/Cas)是大多数细菌及古细菌中抵御病毒入侵的一种获得性免疫方式。CRISPR/Cas系统介导的免疫机理:当病毒首次入侵时,细菌会将病毒的小片段DNA整合到自身的CRISPR间隔区;当病毒再次入侵时,CRISPR转录生成一条前体CRISPR RNA(pre-crRNA),pre-crRNA被RNA内切酶切割生成含有与病毒靶标序列匹配的成熟CRISPR RNA(crRNA),该crRNA引导具有核酸内切酶活性的Cas蛋白对靶标序列进行识别和降解。基于CRISPR技术可实现快速、精确、便携式的核酸诊断,有望成为新一代核酸检测技术。
首都医科大学附属北京佑安医院任锋教授团队利用CRISPR新技术并联合PCR技术,建立了一种高灵敏性和高特异性检测HBV cccDNA的新方法,该方法的检测灵敏度为1copy/μl,优于目前现有的检测方法,针对肝组织进行检测,阳性符合率为72.5%,高于其他检测方法。这一方法的广泛应用将为HBV抗病毒治疗的评价和停药后再复发监测提供重要的指导意义。
这项工作得到了国家自然科学基金、北京市自然科学基金、首都卫生发展科研专项、北京市医院管理中心“登峰”人才培养计划及北京市医院管理中心“青苗”人才培养计划等资助。首都医科大学附属北京佑安医院为唯一专利权人,北京肝病研究所任锋教授、张向颖副教授、段钟平教授、陈德喜教授等为发明人。