「夏洛克」首次实战新冠！南方科技大学张政团队携手「CRISPR 之父」张锋，揭开

　　随着国内防控重心从境内向境外输入转移，一些已经康复的病人在核酸检测中重新呈现阳性的「复阳」现象开始引发人们的关注，不少人开始担心这些复阳的病人会造成新一轮的境内传播。

　　关于复阳病人的担忧，就像是一把达摩克利斯之剑，高悬在疫区每一个人头上。

　　

　　图片来源：medRxiv

　　2020 年 3 月 30 日，来自深圳市第三人民医院/南方科技大学第二附属医院的张政教授带领团队在医学预印本平台medRxiv发表了题为《Clinical characteristics of the recovered COVID-19 patients with re-detectable positive RNA test》的文章1，首次研究报道了复阳病人的临床特征，并携手来自 MIT 的「CRISPR 之父」张锋，揭示了商用核酸检测的假阴性是导致复阳问题的潜在原因，同时提出了利用超灵敏的「夏洛克」系统改善复阳患者核酸检测准确度的可能。

　　复阳患者的临床特征和复阳原因

　　研究纳入了 1 月 23 号到 2 月 25 期间，从深圳市第三人民医院出院的 262 位新冠确诊患者。其中 30 位为轻症，212 位患者有中度症状，剩余 20 位为重症患者。在体温恢复正常，CT 检测呈现肺部病灶吸收以及连续 2 次核酸检测为阴性后，所有患者出院并接受隔离，研究人员随后对患者进行了至少 14 天的观察与随访。

　　

　　图片来源：medRxiv

　　首先，研究发现，截止至 3 月 10 号，有 38 名恢复期的病人肛门拭子和呼吸道样本中重新检测出 RNA 阳性，复阳率为 14.5%。值得注意的是，所有复阳的患者在初次收治时都是轻中症患者，20 名重症患者中没有出现复阳现象。

　　38 名复阳患者中，有 37 名年龄小于 60 岁；年龄低于 14 岁患者的复阳率为 35%，远高于年龄位于 14 - 60 岁之间患者的 16%；而复阳患者中初次收治时为轻症的比例为 36.7%，远高于未复阳患者中的 12.7%；轻症复阳患者中初次收治时出现发烧的比例以及呼吸道症状都弱于轻症未复阳患者；CT 结果也显示复阳患者的肺部恢复情况好于非复阳患者。此外，复阳组和未复阳组的性别，治疗方法不存在显著的差别。

　　这些结果说明出现复阳现象的患者年龄更小、症状更轻以及恢复相对较快。

　　

　　图片来源：medRxiv

　　此后，研究人员比较了复阳组和未复阳组治疗期间核酸检测转阴性所花费的时间。两组在出现症状后核酸检测转阴性的时间没有显著差别，但未复阳组在 3 周后转阴的比例更高，意味着复阳组核算检测转阴的速度相对较快。

　　研究人员随之比较了两组之间的 SARS-CoV- 2 特异性的 IgG/IgM 抗体含量是否不同。ELISA 结果显示，复阳组和未复阳组的血浆抗体浓度并无明显不同，并有一半病人的抗体浓度与疾病严重程度无关。

　　为了探究降低复阳现象的方法，研究人员还尝试将肛门拭子纳入出院标准，但发现这样并不能降低复阳患者的比例。这意味着通过多位点取样检测核酸的方法不能有效控制复阳的情况。

　　

　　图片来源：medRxiv

　　大部分复阳患者在再次入院后没有出现明显的恶化。

　　所有患者都没有发烧，大部分病人肺部病变恢复了正常或者保持稳定/吸收；大部分复阳病人的淋巴细胞数，炎症血液标记物处在正常水平；复阳病人也无需接受激素、抗病毒药物、抗生素和持续性输氧等治疗。

　　更为重要的是，研究人员还跟进研究了复阳患者的 21 位密切接触者。截止至 3 月 10 日，所有密切接触者的核酸检测都为阴性，也没有出现症状，意味着复阳患者的传染能力可能并不强。

　　为了进一步探究复阳现象的深层原因，研究人员使用了张锋团队所研发的高灵敏度检测系统「夏洛克（Sherlock）」。夏洛克能将检测限从商用核酸检测的 500 拷贝/毫升降低到 100 拷贝/毫升。

　　研究人员随之检测了复阳患者再次入院后的样本。

　　使用夏洛克系统后，共有 75% 的样本检出 SARS-CoV- 2 的 S 基因，有 41.6% 的样本中检出了 ORF 基因，证明了康复期病人依旧可能是病毒的携带者。同时，商用核酸检测对这些样本的检测结果大多为阴性，仅检出 12.5% N 基因和 4.2% ORF 基因。这提示了商用核酸检测的灵敏度问题可能是导致出现复阳现象的原因。

　　本研究是首次报道复阳患者临床特征的研究。其首先发现了 14.5% 的病人出现了复阳情况，并描述了复阳患者初次/再次入院时的临床症状。同时证明了轻中症患者是复阳的「主力军」。年龄小、恢复快以及症状轻与复阳率出现了明显的相关性。

　　研究也揭示了复阳患者再次入院后病程平稳，且在出院后并未引发新的感染，传播力不强的现象。

　　最后，研究人员使用高灵敏度的「夏洛克」技术进行了实战，证明了商用核酸检测的假阴性问题可能是导致复阳现象的潜在原因。

　　综上所述，该研究为后续针对复阳患者的鉴别、隔离和治疗措施提供了基础。

　　SHERLOCK技术首战新冠，表现不俗

　　本研究是张锋团队利用 CRISPR-Cas13 搭建的核酸检测系统「Specific high-sensitivity enzymatic reporter unlocking (SHERLOCK)」在新冠检测的首次实战。这项技术于 2017 年初次刊登在Science上2。

　　

　　图片来源：Science

　　该技术以神探夏洛克命名，利用了 CRISPR/Cas13a 剪切目标序列后还会再去切割非目标的旁系核酸的属性（collateral-cleavage）。将目标序列进行等温扩增后，CRISPR/Cas13a 特异性识别目标序列进行切割，然后会切割携带荧光基团的非目标序列，并释放荧光基团以供检测。

　　夏洛克体系可以做成试纸便于保存，让这种高效、低价的对核酸检测法在之前寨卡和登革热辨别中大显神威。

　　

　　图片来源：Broad 研究所

　　在新冠疫情爆发初期，张锋团队就迅速推出了基于夏洛克的新冠检测试纸，并将详细操作流程公布在网络上。这次的实战表现也相当不俗，小编也相信在本次疫情中，夏洛克能继续大放异彩。

　　参考文献：

　　1.An, J., et al., Clinical characteristics of the recovered COVID- 19 patients with re-detectable positive RNA test. medRxiv, 2020: p. 2020.03.26.20044222.

　　2.Gootenberg, J.S., et al., Nucleic acid detection with CRISPR-Cas13a/C2c2. Science, 2017. 356(6336): p. 438.

　　封面来源：站酷海洛 Plus

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