食品安全是全球公共卫生领域的重要挑战。世界卫生组织统计显示，全球每年约有6亿人患食源性疾病，其中化学性污染物（如重金属、农药残留、抗生素残留和真菌毒素）因难以被常规核酸检测方法直接识别，成为危害食品安全的“隐形风险”。现有液相色谱、质谱和免疫分析等检测手段虽为金标准，但受限于仪器昂贵、操作复杂、检测周期长，亟需更加便携、快速和高灵敏度的新方法。

近年来，CRISPR/Cas系统凭借高特异性、可编程性与温和反应条件，在食品病原体与转基因作物检测等核酸检测场景中取得重要突破。但对于缺乏核酸标记的非核酸类污染物（non-NATs），CRISPR直接检测存在困难。针对这一问题，科研人员发展了多种信号转导策略，使非核酸污染物的识别可以转化为核酸信号，进而被CRISPR系统高效检测。

近日，上海交通大学医学院-国家热带病研究中心全球健康学院环境健康与生态安全系硕士研究生晁安琪等，在Journal of Agricultural and Food Chemistry（IF=6.1）发表综述论文 “CRISPR/Cas-Based Biosensing Strategies for Non-Nucleic Acid Contaminants in Food Safety: Status, Challenges, and Perspectives” （DOI: 10.1021/acs.jafc.5c04162）。

文章首次以机制为核心，系统梳理了非核酸污染物转化为核酸信号的三类主要策略：

适配体介导策略：利用适配体与小分子或毒素结合引发构象变化，触发CRISPR反应；

催化核酸介导策略（如DNAzyme、核开关）：通过离子或小分子驱动核酸反应，释放可识别的DNA信号；

蛋白介导策略（抗体、变构转录因子）：将蛋白质识别事件转化为核酸信号，实现对抗生素残留、农药和病原菌的高灵敏检测。

团队总结了这些策略在牛奶、果汁、谷物、肉类等复杂食品基质中的应用，灵敏度可达皮摩尔级（pM），展示出在食品安全快速检测中的巨大潜力。同时，文章还指出当前仍存在识别元件种类有限、信号转导效率不足、检测信号输出单一三大挑战。未来，该领域可通过合成生物学与人工智能设计新型识别元件、工程化Cas效应子、便携化检测设备等方向突破瓶颈，加速CRISPR检测技术向食品安全现场应用转化。

本研究由全球健康学院硕士研究生晁安琪为第一作者，王俊宇、修乐山、Bold Bolor、Ahmed H. Ghonaim、陈菊红等为共同作者，全球健康学院胡沁沁副研究员与殷堃研究员为共同通讯作者。研究工作得到了海南省科技专项资金（ZDYF2022SHFZ321）、上海市卫生健康委员会（202340069）、上海市东方人才计划（青年项目）以及国家自然科学基金（22474076）等的支持。