有這樣一種“超級細菌”，它可能潛藏在醫院、學校、軍營等人類密集場所，也可能含於肉類、奶製品等食物，對人類健康構成威脅，但常用抗生素卻對它“無可奈何”。這種“超級細菌”就是——耐甲氧西林金黃色葡萄球菌（MRSA）。

MRSA細菌的形態示意圖

（圖片來源：Biology網）

世界衛生組織數據顯示，MRSA每年致使全球超12萬人死亡，院內感染死亡率達20%-30%，社區感染死亡率約5%-10%。因此，MRSA的快速檢測尤爲關鍵，能夠第一時間鎖定傳染源，爲隔離治療、環境消殺爭取黃金時間，有效阻斷傳播鏈，極大降低感染擴散風險。

近期，中國科學院蘇州生物醫學工程技術研究所的宋一之團隊在MRSA檢測技術上取得重要突破，爲防控MRSA、守護公衆健康築起一道重要防線。

僅靠表面接觸即可傳播“超級細菌”

耐甲氧西林金黃色葡萄球菌（MRSA）是一種對多種抗生素（尤其是β-內酰胺類抗生素，如甲氧西林、青黴素、頭孢菌素等）具有耐藥性的金黃色葡萄球菌。因其具備多重耐藥特性與強致病性，已被世界衛生組織（WHO）列爲重點關注的“超級細菌”之一。

MRSA主要通過皮膚接觸、共用物品及接觸污染表面傳播，易在醫院引發院內感染，在學校、軍營等密集場所導致社區感染暴發。其易感人羣包括免疫力低下者（如HIV患者、化療患者）、慢性病患者、接受侵入性治療的住院病人，以及運動員、軍人等密切接觸羣體。

在食品安全方面，MRSA也不容忽視。它可能污染各類食物，如肉類、奶製品等。人們若食用被MRSA污染的食品，細菌在腸道內定殖，可能引發食物中毒症狀，如嘔吐、腹瀉、發熱等，對公衆健康構成潛在威脅。

傳統檢測手段繁瑣而又昂貴

傳統檢測MRSA方法中，培養法需48-72小時培養菌落，耗時長且易錯過最佳治療期；藥敏試驗依賴培養結果，無法快速給出耐藥性判斷；分子生物學方法如PCR等，雖特異性強，但設備昂貴、操作複雜且需專業人員；乳膠凝集試驗10-15分鐘可出結果，卻因靈敏度低，對低載量菌液易漏檢，且易受雜菌干擾出現假陰性。這些方法或耗時、或成本高、或準確性不足，難以滿足臨牀快速診斷需求。

因此，開發一種更簡便、特異性強且成本較低的MRSA檢測方法十分迫切，以實現通過早發現、早診斷，並進一步展開針對性的規範化治療，及時控制MRSA引發的細菌感染。

藉助分子診斷技術，可實現MRSA的直接檢測！

CRISPR-Cas12a技術是一種新興的分子診斷技術。當目標DNA存在時，Cas12a蛋白會降解單鏈DNA報告分子，產生可檢測的信號變化。CRISPR-Cas12a技術憑藉其極高的特異性，在分子診斷領域應用非常廣泛。

然而，目前基於CRISPR-Cas12a技術的MRSA等病原菌檢測方法仍存在一定侷限——需要先提取病原菌的基因組DNA，再對其進行檢測。這種操作流程不僅步驟繁瑣，而且過程中容易產生氣溶膠污染，進而影響檢測結果的可靠性。

對此，我們團隊（中國科學院蘇州生物醫學工程技術研究所宋一之團隊）創新性地提出一種整合方案：將病原菌的裂解步驟直接整合至RPA-CRISPR一步法反應體系內，實現在同一反應體系內同步完成病原菌的裂解和檢測。

但是，常用的革蘭氏陽性菌裂解酶—溶菌酶在RPA-CRISPR一步法反應體系內裂解活性大大降低。我們利用了一種源自噬菌體的金黃色葡萄球菌特異性的裂解酶—葡萄球菌裂解酶（ClyH），發現其可以在RPA-CRISPR一步法反應體系內保持對MRSA的高裂解活性（參考文獻[1]），從而開發了細菌裂解、核酸RPA擴增和CRISPR-Cas12a特異性檢測一體化反應體系，能夠實現對MRSA的直接檢測。

不同裂解酶在不同緩衝體系內對MRSA的裂解效果

（圖片來源：參考文獻[1]）

爲了讓檢測結果裸眼可見，我們提出了新的思路

我們開發的MRSA直接檢測方法依靠輸出的熒光信號將結果可視化，這需要專業的熒光檢測儀器，給實際檢測帶來了不便，降低了其在現場監測中的應用。而免疫層析試紙條攜帶方便，操作簡單，檢測結果裸眼可視，不需要任何設備，因此在覈酸檢測中得到了廣泛的應用。目前已有一些商業化的CRISPR試紙條產品，我們首先想到的就是利用這種試紙條對我們的檢測結果進行可視化呈現。然而，由於我們是直接檢測牛奶等複雜樣品中的MRSA，其中的蛋白質等成分嚴重干擾了商業化CRISPR試紙條對檢測結果的可視化呈現。

爲了克服這一問題，我們製備了基於膠體金標記親和素（SA-AuNP）的側向層析試紙條。在我們的方法中，先將CRISPR反應產物加到上樣區，再加SA-AuNP複合物，就能避免複雜樣品對膠體金的影響。該試紙條對牛奶等複雜樣品的耐受性比較好，可以對MRSA的直接檢測結果進行可視化呈現。

不同CRISPR試紙條對不同樣品的檢測結果

（圖片來源：研究團隊提供）

新的檢測方法更加便捷高效，正待逐步試點推廣

我們將細菌裂解、核酸等溫擴增、CRISPR/Cas12a檢測、試紙條信號輸出相結合，建立了便捷的檢測方法—RPA-Cas12a-LFS檢測系統。該系統具有以下特點：

免提核酸：創立細菌裂解、核酸RPA擴增和CRISPR特異性檢測一體化反應體系，省去傳統核酸提取步驟，杜絕氣溶膠污染風險；
裸眼判讀：搭載膠體金側向流層析試紙條（SA-AuNP LFS），檢測結果可通過試紙條顯色直接判定，無需專業設備；
極速高敏：全部反應在37℃環境中進行，可在50分鐘內檢測出奶製品、果汁等樣品中低至10 CFU/mL（每毫升樣本所含菌落數量）的MRSA。靈敏性達到93.75%，特異性達到100%。

RPA-Cas12a-LFS方法可檢測牛奶、羊奶、豆奶、椰奶和桃汁等飲品中的MRSA

（圖片來源：參考文獻[1]）

這一研究成果可應用於乳製品和飲品等食品的病原菌篩查、臨牀樣本的快速診斷以及養老院、學校或家庭的自主檢測。

團隊正在開發配套便攜式試劑盒，計劃在基層醫療機構、乳品企業生產線及海關檢疫場景開展試點。這一技術的成功試點與推廣將通過縮短確診時間爲危重症患者搶佔治療先機，更能以早期精準篩查阻斷耐藥菌院內傳播鏈，對遏制抗生素濫用、構建耐藥菌防控屏障具有不可替代的公共衛生戰略意義。

參考文獻：

[1]Sun, Y., Zhang, L., Wu, H., Chen, H., Hu, H., Zhang, C., Li, X., Li, Y., Wang, Y., Luo, L., & Song, Y. (2025). Direct visual detection for methicillin-resistant Staphylococcus aureus in milk based on the RPA-Cas12a-LFS method. Food Control, 173, 111209.

出品：科普中國

作者：宋一之，孫義祥（中國科學院蘇州生物醫學工程技術研究所）

監製：中國科普博覽