国家自然科学基金项目(82102484);四川大学华西医院学科卓越发展1·3·5工程项目(高端人才支持计划)(ZYGD23036)
目的整合规律成簇间隔短回文重复(CRISPR)序列与其相关效应蛋白(Cas)检测系统、重组酶聚合酶扩增(RPA),构建针对结核分枝杆菌利福平耐药相关rpoB基因突变的快速检测方法。方法通过文献分析确定rpoB基因中的高频突变位点D516Y(GAC→TAC)、H526D(CAC→GAC)和S531L(TCG→TTG)为检测靶标,构建野生型和突变型质粒。设计并筛选RPA等温扩增引物,以及靶向突变位点的CRISPR-RNA(crRNA),优化LbaCas12a蛋白浓度及反应条件,验证其反式切割活性和特异性;整合RPA扩增与CRISPR检测,优化扩增时间、模板量,通过荧光信号差异区分野生型与突变型质粒,进一步利用扩增管的物理结构建立单管RPA-CRISPR检测系统,改善检测性能。收集结核病患者的临床分离菌株,利用RPA-CRISPR反应体系进行rpoB目标突变位点检测。结果利用BLAST及Oligo calc寡核苷酸属性计算器等在线工具、2%琼脂糖凝胶电泳筛选出特异性引物F2/R7(扩增子289 bp)建立RPA扩增体系。针对3个目标突变位点,分别设计了包含23 nt间隔序列的516-TAC-crRNA、22 nt间隔序列的526-GAC-crRNA及23 nt间隔序列的531-TTG-crRNA,优化CRISPR-Cas12a体系,证实其反式切割活性及突变识别特异性(P<0.05),确定Cas12a/crRNA浓度组合为150/100 nmol/L(516位点)和200/50 nmol/L(526/531位点),3个检测体系中的荧光报告基团浓度均为250 nmol/L。RPA-CRISPR检测系统的最佳反应条件为RPA等温扩增时间为20 min,DNA模板及扩增产物加样量均为5 μL。利用扩增管的物理结构建立单管RPA-CRISPR检测系统,其能够在42 ℃ 30 min内完成检测,并且检测3种突变型质粒灵敏度均为10 5 copies/μL。单管RPA-CRISPR方法对25例临床分离菌株进行检测,结果检测到2例rpoB_D516Y突变、1例rpoB_H526D突变和8例rpoB_S531L突变,与全基因组测序(WGS)符合率达96%。结论单管RPA-CRISPR方法有效避免了气溶胶污染,具有操作简便、快速高效的特点,为资源有限条件下的结核分枝杆菌利福平耐药性检测提供了可能性。
赵珍珍 ,张艳 ,斯艳君 ,陈豪 ,应斌武 △.基于RPA-CRISPR的结核分枝杆菌利福平耐药基因突变检测方法的构建和临床应用评价[J].《国际检验医学杂志》编辑部,2026,(15):1809-1816