肺囊虫肺炎(PJP)是儿童中最常见的真菌性肺炎。但是,目前的诊断方法可能需要几天时间,并且需要进行侵入性的支气管镜检查程序。现在,开发了一种新的基于CRISPR的测试,以更快和更少侵入性地诊断PJP。
泰勒大学的研究人员开发了一种基于CRISPR的测试,可以更快、更少侵入性地诊断Pneumocystis jirovecii肺炎(PJP)——一种主要影响儿童和免疫受损患者的危及生命的真菌感染,相关研究发表在临床研究杂志上。
这种高度准确的测试能够检测血液样本和喉咙拭子的活真菌RNA,消除了目前用于诊断的侵入性支气管镜检查程序的必要性。
研究的共同作者、泰勒大学医学院内科的约翰·W·德明终身教授杰伊·科尔斯博士说:“当前的诊断方法几十年来没有演变,导致许多患者无法获得及时或明确的答案。”他补充道:“拥有一种非侵入性的喉咙拭子测试或血液测试,实际上让我们能够比现在获得更快、更具体的诊断。”
科尔斯和研究的共同作者、生物技术创新的韦瑟黑德总统讲席教授以及泰勒细胞与分子诊断中心主任托尼·胡博士,领导了一个多学科团队开发了这一新工具,将工程创新与临床和生物医学专业知识相结合。
引起PJP的真菌对健康人几乎没有危害,但可以在免疫系统受损的人群中引发危险的肺部感染,包括癌症患者、移植接受者、HIV/AIDS感染者以及正在使用免疫抑制药物的患者。
PJP的传统诊断方法依赖于支气管镜检查,即将管子插入患者的呼吸道以收集样本,这是一种昂贵且侵入性的程序。
胡表示:“支气管镜检查结果可能要到次日,有时需要两天才能得到。”他补充道:“利用基于CRISPR的检测,我们可以在45分钟内从样本得到结果。”
PCR拭子测试,如快速COVID测试中使用的,往往无法检测到活跃的P. jirovecii感染。将基于CRISPR的检测工具与PCR检测结合使用,显著提高了诊断准确性,正确识别了96%的感染婴儿(与单独PCR的66%相比)和93%的感染成年人(与单独PCR的26%相比)。
CRISPR是“成簇规律间隔短回文重复”的缩写,是一种基因编辑技术,使科学家能够精确修改DNA。对于PJP诊断测试,CRISPR用于检测引起PJP的真菌的RNA。
科尔斯表示:“这很新颖。而且我们有数据显示PJP的流行程度可能超过预期。更好的诊断可以帮助我们证明这一点。”
除了诊断患者外,该测试还可以用于改善在诊所中已经收集的喉咙拭子样本的流行病学和美国肺囊虫的分布图。
本研究还展示了CRISPR在简化疾病检测中的日益应用。展望未来,研究团队看到CRISPR诊断平台有潜力检测其他呼吸道感染。
胡表示:“这一工具是泰勒大学合作精神的一个例子,尖端工程可以与广泛的临床实践相结合,以解决一个非常关键的问题。希望我们能尽快将其作为临床测试推出,并改善患者的预后。”
在与多伦多大学/大学健康网络、儿童健康的肺炎病因研究(PERCH)研究和开普敦大学的国际真菌预防、研究、实施、网络和培训(IMPRINT)联盟的样本合作中,泰勒大学开发的这一工具得到了测试。该研究得到了美国国家卫生研究院、盖茨基金会和国家卫生和护理研究所的支持。