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基于 CRISPR 的工具：疾病诊断的替代方法
Shubhangi Warke 博士摘要最近开发的核酸酶介导的基因组编辑技术激发了人们对基因组编辑牲畜的生成和使用的兴趣。基因组编辑可用于提高抗病性、生产力以及生成新的生物医学模型。基因组编辑是一组技术，包括 TALEN、ZFN 和 CRISPR，使科学家能够改变生物体的 DNA。其中，CRISPR 是最近的技术，已成为生物研究中不可或缺的工具。CRISPR 是成簇的规律间隔短回文重复序列的缩写。CRISPER 技术使用 Cas9 和 sgRNA 来编辑感兴趣的目标基因组。CRISPR-Cas9 不再只是一种基因编辑工具，还可用于其他高级应用，包括基因调控、表观遗传编辑、染色质工程和成像。CRISPR 与 Cas 系统一起作为细菌和古细菌对抗病毒和噬菌体的获得性免疫机制。 CRISPR 阵列具有重复序列和间隔序列，重复序列是回文序列，每个间隔序列都是病毒特异性序列 细菌适应性免疫机制。当任何病毒首次进入细菌时，细菌都会吸收病毒基因组的一部分并作为间隔序列进入 CRISPR 阵列。当病毒再次进入时，细菌会产生与病毒序列互补的 gRNA，并在 Cas 蛋白的帮助下切割外来（病毒）RNA 并破坏病毒复制，从而充当细菌防御系统。 CRISPR-Cas 系统的类别由核糖核蛋白效应复合物的性质定义：I 类系统以多种效应蛋白为特征，而 2 类系统由单个 crRNA 结合蛋白组成。对于诊断，2 类系统主要用于诊断，因为这些系统更易于重建。它们包括具有附带活性的酶。它们是许多基于 CRISPR 的诊断检测的骨干。 CRISPR 的应用涉及基因组编辑、基因组调控、疾病诊断和治疗。新兴的治疗应用、工业和农业以及生物防治。诊断分析包括 gRNA、Cas 蛋白、报告分子和样本 RNA 的反应。在这里，gRNA 与 Cas 蛋白一起筛选样本 RNA。如果 gRNA 和样本 RNA 之间存在互补性，则 Cas 蛋白开始其裂解活性，并且报告分子发出荧光，可以用荧光检测系统、横向流动装置等检测到。已经尝试在（HPV、ZIKA、结核病等）中利用该技术。然而，这仍然是一个进一步广泛应用的研究领域。关键词：CRISPR，疾病诊断引言CRISPR和cas（CRISPR相关蛋白）系统彻底改变了基因编辑领域，可用于研究、生物技术和临床中的潜在疾病治疗。该技术具有操作基因组的优异特性，例如设计简单、成本低、周转时间快，尤其是高准确性和高效率。因此，CRISPR-Cas系统具有多种优势，已经取代了早期使用的基因编辑工具（Kaminski et al., 2021）[9]。基因组编辑可用于将有用的等位基因（如耐热性、抗病性）和单倍型精准地引入本地适应的牛品种中，从而有助于提高其生产力（Britt et al. 2018, Capper and Bauman, 2013）[4, 5]。与早期的基因工程方法一样，育种者是否能够在牛基因改良计划中使用基因组编辑，在很大程度上取决于全球对食用动物基因组编辑的监管框架和治理的决策 (Mottet et al ., 2017) [10] 。基因组编辑工具几种核酸酶已成功用于基因编辑，包括锌指核酸酶 (ZFN)、转录激活因子样效应核酸酶 (TALEN) 和成簇的规则
对急诊入院的人工智能驱动的 COVID-19 分类进行真实世界评估：无实验室和高通量筛查解决方案的外部验证和操作评估 Andrew AS Soltan 博士 MB BChir 1,2 Jenny Yang MSc 3 Ravi Pattanshetty 博士 FRCEM 1 Alex Novak 博士 FRCEM 1 Yang Yang 博士 DPhil 3 Omid Rohanian 博士 PhD 3 Sally Beer 1 Marina A. Soltan 博士 MRCP 5,6 David R. Thickett 教授 FRCP 5,6 Rory Fairhead 博士 BA 4 CURIAL 转化合作组织 Tingting Zhu 博士 DPhil 3 David W. Eyre 教授 DPhil 1,7,8 David A. Clifton 教授 DPhil 3 附属机构：
摘要背景患者 COVID-19 状态的不确定性导致治疗延迟、院内传播和医院的运营压力。但是，批量处理的实验室 PCR 测试的典型周转时间仍然为 12-24 小时。尽管快速抗原横向流动检测 (LFD) 已在英国急救环境中得到广泛采用，但灵敏度有限。我们最近证明，AI 驱动的分类 (CURIAL-1.0) 可以使用抵达医院后 1 小时内常规获得的临床数据进行高通量 COVID-19 筛查。在这里，我们旨在确定与标准护理相比的运营和安全性改进，使用针对通用性和速度优化的更新算法在四个 NHS 信托机构中进行外部/前瞻性评估，并在英国急诊室部署一种新的无实验室筛查途径。方法我们对 CURIAL-1.0 中的预测因子进行了合理化，以分别优化通用性和速度，开发了具有生命体征和常规实验室血液预测因子（FBC、U&E、LFT、CRP）的 CURIAL-Lab 以及仅具有生命体征和 FBC 的 CURIAL-Rapide。在训练期间，模型被校准到 90% 的灵敏度，并针对朴茨茅斯大学医院、伯明翰大学医院和贝德福德郡医院 NHS 信托的非计划入院情况进行了外部验证，并在英国 COVID-19 疫情第二波期间在牛津大学医院 (OUH) 进行了前瞻性验证。使用首次进行的血液测试和生命体征生成预测值，并与确认性病毒核酸检测进行比较。接下来，我们回顾性评估了一种新的临床途径，将患者分类到模型预测或 LFD 结果为阳性的 COVID-19 疑似临床区域，并将灵敏度和 NPV 与单独的 LFD 结果进行比较。最后，我们部署了 CURIAL-Rapide 和经批准的即时诊断 FBC 分析仪（OLO；SightDiagnostics，以色列），在约翰拉德克利夫医院急诊科（英国牛津）提供无需实验室的 COVID-19 筛查，这是信托机构认可的服务改进。我们的主要改进结果是获得结果的时间可用性；次要结果是根据 PCR 参考标准评估的敏感性、特异性、PPV 和 NPV。我们将 CURIAL-Rapide 的性能与标准护理中的临床医生分诊和 LFD 结果进行了比较。结果 72,223 名患者符合外部和前瞻性验证站点的资格标准。各信托机构的模型性能一致（CURIAL-Lab：AUROC 范围 0.858-0.881；CURIAL-Rapide 0.836-0.854），朴茨茅斯大学医院的灵敏度最高（CURIAL-Lab：84.1% [95% Wilson 评分 CIs 82.5-85.7]；CURIAL-Rapide：83.5% [81.8 - 85.1]），特异性为 71.3%（95% Wilson 评分 CIs：70.9 - 71.8）和 63.6%（63.1 - 64.1）。对于 2021 年 12 月 23 日至 2021 年 3 月 6 日期间在 OUH 入院常规护理中接受 LFD 分诊的 3,207 名患者，联合临床路径将灵敏度从 56 提高。仅 LFD 为 9%（95% CI 51.7-62.0），而 CURIAL-Rapide 为 88.2%（84.4-91.1；AUROC 0.919），CURIAL-Lab 为 85.6%（81.6-88.9；AUROC 0.925）。2021 年 2 月 18 日至 2021 年 5 月 10 日期间，520 名患者前瞻性地接受了即时临床 FBC 分析，其中 436 名患者在常规护理中接受了确认性 PCR 检测，10 名（2.3%）检测呈阳性。从患者到达到获得 CURIAL-Rapide 结果的中位时间为 45:00 分钟（32-64），比 LFD 快 16 分钟（26.3%）