由水传病原体引起的传染病是威胁全球公共卫生安全、加剧疾病负担的重要因素,尤其在基础设施薄弱、资源有限的地区,缺乏快速现场检测手段常常导致响应延迟与防控被动。世界卫生组织(WHO)指出,全球有超过20亿人饮用不安全的水,每年导致约140万人死亡。传统病原体检测方法严重依赖实验室环境,难以支撑广泛的现场监测与早期预警。
针对这一全球健康领域的迫切需求,上海交通大学医学院-国家热带病研究中心全球健康学院殷堃研究员团队在Chemical Engineering Journal上发表了最新研究成果,开发出名为CAMERA(CRISPR/Cas Assay with Multifunctional Equipment-free Pretreatment and Portable Application)的一体化检测平台。该平台通过集成免设备的样品前处理与一管式CRISPR检测,实现了对水传病原体的超灵敏、定量、可视化现场检测,为生物安全监测提供关键技术方案。

CAMERA平台包含两大创新模块:一是采用多功能FTA膜作为“智能滤纸”,可在无离心、加热等设备条件下,一步完成病原体捕获、裂解、除杂和核酸固定;二是通过蔗糖介导的动态水相分离,在单管内实现重组酶聚合酶扩增(RPA)与CRISPR/Cas12a检测的空间分隔,有效避免相互干扰并减少气溶胶污染,扩增产物可自发触发CRISPR反应并产生荧光信号,由便携式荧光仪读取。该系统在实际水样测试中表现优异,检测线性范围为10¹-10⁵ CFU/mL,回收率达94.8%-110.4%,重复性好,适用于复杂真实环境。

上海交通大学医学院-国家热带病研究中心全球健康学院胡沁沁副研究员、晁安琪硕士为共同第一作者,全球健康学院殷堃研究员为通讯作者。本研究得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、上海市卫生健康委员会项目、上海市东方人才计划(青年项目)、上海市科技创新行动计划及上海交通大学跨学科交叉计划等多个项目支持。该平台可快速拓展至霍乱弧菌、诺如病毒等多种重要病原体的监测,为构建更具韧性的全球公共卫生监测体系提供参考技术工具。