【佑安学术】北京佑安医院任锋科研团队创新检测技术，助力呼吸道感染快速精准诊断

摘要：近期，首都医科大学附属北京佑安医院任锋教授团队在呼吸道病原体分子诊断技术领域取得重要进展，两项研究成果分别发表于国际期刊《Journal of Clinical Microbiology》与《Frontiers in Cellular and Infec

Science & Technology

近期，首都医科大学附属北京佑安医院任锋教授团队在呼吸道病原体分子诊断技术领域取得重要进展，两项研究成果分别发表于国际期刊《Journal of Clinical Microbiology》与《Frontiers in Cellular and Infection Microbiology》。研究团队围绕流感嗜血杆菌、肺炎链球菌、肺炎支原体等常见下呼吸道感染病原体，分别开发了CRISPR一步法快速检测系统与多重微滴数字PCR高灵敏检测技术，为呼吸道感染的早期、精准诊断提供了新方案。

一、CRISPR一步法快速检测系统：30分钟实现流感嗜血杆菌“床旁检测”

由北京佑安医院与北京市垂杨柳医院、北京协和医院合作完成的研究，成功构建了一种名为 “EFORCA”的免核酸提取、冻干式一管法CRISPR检测设备，用于流感嗜血杆菌（H. influenzae）的快速检测。该成果发表于Journal of Clinical Microbiology，题为《An extraction-free, lyophilized one-pot RAA-CRISPR assay for point-of-care testing of Haemophilus influenzae》。北京佑安医院博士研究生曹亚玲、北京市垂杨柳医院王俊文教授和北京佑安医院研究实习员范子豪为共同第一作者，任锋教授、北京协和医院的黄晶教授和杨启文教授为共同通讯作者。

H. influenzae是一种常见的呼吸道致病菌，尤其容易引起儿童感染，可引起中耳炎、肺炎甚至脑膜炎等疾病，因此，快速、准确地诊断对其感染的治疗至关重要。本研究旨在建立一种便携的H. influenzae核酸检测方法，为H. influenzae感染的早期检测提供有效的工具。

为实现这一目标，我们着眼于成簇规律间隔短回文重复序列（CRISPR）/CRISPR相关系统（Cas）这一新型核酸检测技术。该技术因其高灵敏度和高特异性的独特优势，在过去十年中备受关注并取得了重大进展。早期的CRISPR检测方法通常将CRISPR系统与等温扩增技术（如RAA）相结合，虽能实现高性能的核酸检测，但也存在一定局限：操作步骤繁琐、需要专业技术人员，且扩增与检测之间的“开盖”操作极易产生气溶胶污染，影响结果的可靠性。

为解决上述问题，本研究开发了一种基于CRISPR/Cas13a与重组酶聚合酶等温扩增（RAA）的精准检测方法。我们进一步将快速裂解技术、冻干技术与“一锅法”检测装置相结合，成功构建了名为EFORCA的一体化检测平台。该平台通过将样本裂解、核酸扩增和CRISPR检测全部集成在一个密闭装置内，实现了“闭管”操作，从根本上杜绝了气溶胶污染，并极大简化了操作步骤，为H. influenzae感染的现场快速检测提供了强有力的工具。

图1：基于CRISPR-Cas13a的H. influenzae DNA 检测示意图

该检测系统通过优化反应体系与冻干工艺，实现了“样本裂解–扩增–检测”全流程一体化。检测无需复杂设备，操作简便，30分钟内即可完成，灵敏度达25CFU/mL，优于传统实时荧光定量PCR（qPCR）。

图2：EFORCA方法的检测流程图和灵敏度的评价

在77例临床样本验证中，EFORCA检测灵敏度为95%，特异性达100%，表现出良好的临床应用潜力。该设备便于携带，结果可通过试纸条直观判读，可适用于基层医疗机构、门急诊等场景，是实现 “床旁检测”（POCT）的重要工具。

图3：EFORCA方法对77份临床样本的验证结果

二、多重微滴数字PCR技术：一次检测三种呼吸道病原体，灵敏度提升10倍

另一项由北京佑安医院牵头的研究，建立了一种三重微滴数字PCR（ddPCR）检测方法，可同步检测肺炎链球菌、肺炎支原体和流感嗜血杆菌三种病原体DNA。该成果发表于Frontiers in Cellular and Infection Microbiology，题为《Multiplex droplet digital PCR for the detection and quantitation of Streptococcus pneumoniae, Mycoplasma pneumoniae, and Haemophilus influenzae》。北京佑安医院博士研究生曹亚玲、北京市垂杨柳医院王俊文教授为共同第一作者，任锋教授和北京协和医院的黄晶教授为共同通讯作者。

肺炎链球菌（S. pneumoniae）、流感嗜血杆菌（H. influenzae）和肺炎支原体（M. pneumoniae）是导致社区获得性肺炎等下呼吸道感染的三大重要病原体。其中，S. pneumoniae是细菌性肺炎最常见的原因；H. influenzae易感染儿童，可能引发中耳炎、肺炎甚至脑膜炎；M. pneumoniae则因其特殊的生物学特性，难以通过常规培养法检测。对它们进行快速、准确地鉴别诊断，对指导临床精准用药至关重要。