24 二○二○年十一月十五日
利用系統發育學結合比較基因組
高。因此，開發不須依賴精密器材
學的方法，目前已對現有CRISPR
和專業人員的新型智能性快速診斷
Cas 進行分類及命名，並實現
方法勢在必行。
分析其差異的目的。結核桿菌 （Mycobacterium tuberculosis）是 最早被用來作CRISPR位點分類的 食品病原菌，這種被稱為「間隔 寡核酸分型法（spoligotyping）」 的分類方法可有效且快速檢測 菌株，亦能夠有效進行棒狀桿菌 （Corynebacterium diphteriae）的 流行病監測及菌株系統發育分析。 接著，針對不同屬菌株的分型已 逐漸進行，並有若干研究結果發 表，如耶爾森氏菌屬（Yersinia）、 鏈球菌屬（Streptococci）、大腸 桿菌屬（Escherichia）、沙門氏 菌屬（Salmonella）、乳酸桿菌 屬（Lactobacillus）和雙歧桿菌屬 （Bifidobacterium）等。基於以上 成果可知，CRISPR位點已被廣泛 應用於食品病原微生物的分子分型 （molecular typing）及檢測。
醫療上也能快速篩檢疾病 CRISPR技術被引入核酸快速檢 測領域，用於開發新的醫療檢測工 具及試劑，為現有的檢驗及臨床診 斷技術帶來突破性進展。使用傳統 方法執行病毒感染診斷，如病毒分 離與鑑定、病毒核酸與抗原的檢出 與特異性抗體的檢測等，不僅耗 時、費事且費用龐大，還需用到精 密醫療設備及儀器，而且對執行檢 測的醫療人員的專業水準要求也很
科技報導
生醫先鋒
檢測人類乳突病毒的 DETECTR平台 在2018年，美國加州大學柏克萊 分校（University of California,
Berkeley）道納（Jennifer Anne
Doudna）博士的團隊在研究 中使用CRISPR-Cas12a系統切
割 標 的 的 雙 股 D N A（ d o u b l e stranded DNA, dsDNA）， 發 現此系統的Cas12a內核酸酶
（endonuclease）活 性 會 被 活 化，而非特異性的切割單股
DNA（single -stranded DNA, ssDNA），向細胞內傳遞CRISPR-
Cas12a 系統和非特異性ssDNA螢
光標記的報導基因（FQ-labeled reporter gene），一旦檢測到標
的dsDNA，CRISPR-Cas12a系統將 啟動，同時螢光報導基因也會被 降解而釋出螢光信號。
在先前發表的研究報告裡，他們 已在試管中證明，用於診斷新型
病毒感染的工具DETECTR（DNA
Endonuclease Targeted CRISPR Trans Reporter）可快速準確地
在病人檢體，如細胞、唾液、 血液、精液、糞便、尿液以及 其他分泌物中檢測出人類乳突
病毒（human papillomavirus, HPV），其中HPV16、HPV18
感染的檢出正確率分別是100％
及92％，而HPV16和HPV18是 已知會引發子宮頸癌（cer vical cancer）最危險的亞種。
針對ssRNA 病毒所做的 SHERLOCK試紙 在2018年，美國麻省理工學院布 羅德實驗室（Broad Institute of MIT）的張鋒（Feng Zhang）團隊
結合等溫前放大系統（isothermal
preamplification）與Cas13內核 酸酶以偵測單股RNA（ssRNA） 及其工具SHERLOCK試紙，向細 胞遞送多種酵素和多種不同螢
光的報導基因，若CRISPR系統 發現標的基因，對應的Cas13就 會啟動剪切酶活性，特異性地 切割相應的螢光報導基因以釋 放螢光信號，可用於檢測人類
檢體的茲卡病毒（Zika virus）、
登 革 熱 病 毒（ d e n g u e v i r u s ）
等ssRNA病毒。在引進多種 來自不同屬的細菌Cas13（如
LwaCas13a和PsmCas13b）後， S H E R LO C K 升 級 成 為 第 二 版 的
SHERLOCKv2），由於不同的Cas 13對不同的RNA序列表現出不同 程度的「偏愛」，與先前相比， 其靈敏度提高了3.5倍。
COVID-19篩檢工具的開發 到 了 今（ 2 0 2 0 ）年 ， 美 國 基 因