打贏價值數(shù)十億美元的基因編輯技術CRISPR的專利官司不到兩個月，華人科學家張鋒及其博德研究所同事詹姆斯·柯林斯（James J. Collins）以共同通訊作者的身份，報告了CRISPR除了“基因魔剪”身份外的另一強大新功能——一種高效、簡便、低廉的分子診斷工具。

美國當?shù)貢r間4月13日，國際期刊《科學》在線發(fā)表了上述研究的論文。當日，張鋒作為聯(lián)合創(chuàng)始人的美國生物醫(yī)藥公司Editas Medicine（NASDAQ:EDIT）股價上漲4.33%。

對于這個將刷新病毒檢測效率記錄的系統(tǒng)，張鋒和同事取了一個令人印象深刻的學名：SHERLOCK（Specific High Sensitivity Enzymatic Reporter UnLOCKing）。熟悉英劇和偵探小說的人不會陌生，這個學名縮寫翻譯成中文是有“神探”之稱的夏洛克。如同有破案超能力的夏洛克，這項新問世的分子診斷工具可以從海量的生命數(shù)據(jù)中精準識別目標RNA。比如，寨卡病毒和登革熱病毒因臨床癥狀相似而很難辨別，而在SHERLOCK的幫助下，醫(yī)生可以很快確認患者到底是感染了哪種病毒。

不僅于此，SHERLOCK的應用場景很廣泛。據(jù)介紹，它非但可以檢測病毒感染和細菌感染，還可以“偵查”到耐藥基因、癌細胞的突變。此外，DNA上一些微小的序列突變也將無法在SHERLOCK的“眼皮”下溜走，這些序列突變指的是DNA上特定堿基發(fā)生了變化，而這些變化往往和很多疾病掛鉤。

那么，SHERLOCK系統(tǒng)是依靠什么機制完成這些工作的呢？它的主要“員工”是向導RNA和Cas13a蛋白酶，前者相當于一位司機，將Cas13a蛋白“帶路”到人們需要找到的特定RNA，也就是“獵物”。一旦Cas13a蛋白酶找到“獵物”，它就會把“獵物”切開。不像其他的CRISPR系統(tǒng)，Cas13a蛋白酶切開“獵物”后不會罷休，還會盲目地切開“獵物”周圍的RNA。這時，科學家預置的熒光標記物就會發(fā)出明顯的亮光，人們由此可以得到清晰的信號：SHERLOCK系統(tǒng)已經(jīng)找到“獵物”了?！矮C物”是什么則可由人們自行設計，從而達到檢定和診斷的目的。

此前，CRISPR因能高效地敲除、添入基因，被譽為“基因魔剪”，風光無限，在一定程度上掩蓋了它在分子診斷上的潛能。但不管是用來做基因編輯，還是用來做檢定，CRISPR系列都是科學家從細菌對抗噬菌體的免疫系統(tǒng)中得到啟發(fā)而來。

“自然界很奇妙。在過去億萬年的時間里，自然界演化出這些強大的酶系統(tǒng)。通過研究這些系統(tǒng)的基本生物學（機制），人類可以將他們中的一部分轉化為會重要的實際應用，比如編輯基因，比如診斷?！睆堜h對《華盛頓郵報》說。

相比目前最常用的診斷技術ELISA（酶聯(lián)免疫吸附劑測定），SHERLOCK系統(tǒng)的檢測靈敏度提高了百萬倍。去年，柯林斯的團隊研發(fā)出基于CRISPR的寨卡病毒檢定技術。而這次，柯林斯和張鋒團隊合作，SHERLOCK的靈敏度又在此前的基礎上提高了1000倍。就算兩個病毒之間只存在單個核苷酸上的差別，SHERLOCK也能將其識別出來，這就可以區(qū)別來自非洲和來自美洲的寨卡病毒。

SHERLOCK系統(tǒng)的優(yōu)勢還體現(xiàn)在它的“接地氣”上。不需要高科技的儀器，在實驗室里，把所需要檢測的物品放在試紙上或試管里，SHERLOCK就能“開工”，用于“偵查”目標RNA和DNA。在成本上，每次測試僅需要0.61美元（約為4.2元人民幣）。簡便的操作和低廉的價格，這兩個優(yōu)勢將讓SHERLOCK系統(tǒng)在欠發(fā)達地區(qū)疫情突發(fā)時發(fā)揮更大的作用。

目前，張鋒和柯林斯的團隊已經(jīng)提交了數(shù)個SHERLOCK系統(tǒng)在美國的專利申請，其中包括它在檢定病毒、細菌、引起癌癥的基因突變上的應用。

據(jù)《科學》雜志報道，柯林斯透露，博德研究所目前正在積極探索SHERLOCK系統(tǒng)的商業(yè)化，也在考慮成立專門的初創(chuàng)公司。當然，在這項富有前景的技術真正上市之前，它還需要通過美國食品藥品監(jiān)督管理局（FDA）等監(jiān)管機構的審批。