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理想的病原體核酸檢測方式應(yīng)該是準(zhǔn)確、靈敏、快速、廉價、便攜，并且能在各種環(huán)境下對任何病原體進(jìn)行檢測。近年來，基于成簇間隔的短回文重復(fù)序列及其關(guān)聯(lián)蛋白(clustered regularly interspaced short palindromic repeats/CRISPR-associated proteins, CRISPR/Cas)的新型分子診斷工具，似乎具有成為這樣理想化核酸檢測平臺的潛力

下一代分子診斷技術(shù)！

從1987年首次發(fā)現(xiàn)CRISPR, 到最近幾年CRISPR-associated(Cas)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，以及2020年的諾貝爾化學(xué)獎頒給了CRISPR的發(fā)現(xiàn)者，CRISPR技術(shù)被譽(yù)為會改變和造福人類的發(fā)明。短短幾年時間，CRISPR技術(shù)成為科研界的熱門內(nèi)容，被稱為下一代分子診斷技術(shù)！

2020諾貝爾化學(xué)獎得主:

Emmanuelle Charpentier教授、Jennifer Doudna教授

趙國屏院士以新冠為例，講到對于一個“好的”臨床檢驗(yàn)產(chǎn)品，有5個關(guān)鍵要求：

第一，就是要正確，不能“錯怪好人”，不能出現(xiàn)“假陽性；必須準(zhǔn)確，不能“張冠李戴”，專一性、特異性要好。第二一定要靈敏，也就是說不能“放過壞人”，不能出現(xiàn)假陰性。第三最好能夠“定量”。定量是確定檢測結(jié)果準(zhǔn)確與否的重要佐證。第四，要快速，簡便；第五成本要盡可能低。

胡必杰教授表示，趙院士提到的“不抓錯好人”、“不放過壞人”，同時定量，讓臨床醫(yī)生更加精準(zhǔn)地去辨別是感染的病原體還是污染的病原體，同時簡捷方便與價優(yōu)，是非常重要的。如果一項(xiàng)分子診斷技術(shù)非常昂貴，很多病人享受不到，只有達(dá)到以上五點(diǎn)要求，這項(xiàng)技術(shù)才能廣泛應(yīng)用到臨床，最終讓老百姓和普通病人得益。

等溫擴(kuò)增與CRISPR診斷技術(shù)的有機(jī)結(jié)合

而后趙院士提到，在過去幾十年的時間里，等溫擴(kuò)增技術(shù)得到了極大的發(fā)展，現(xiàn)有也已經(jīng)開發(fā)了很多種方法體系，包括經(jīng)典LAMP技術(shù)和RPA技術(shù)。等溫擴(kuò)增有快速靈敏，對儀器要求低，是分子POCT診斷領(lǐng)域重要的技術(shù)力量。

第二項(xiàng)技術(shù)即是最近發(fā)展的CRISPR診斷技術(shù)。主流CRISPR診斷技術(shù)主要基于CRISPR-Cas12或Cas13來開發(fā)，利用了Cas蛋白“反式切割活性”，可以將體系中的單鏈核酸高效的切割。

所以，CRISPR診斷的原理就是：當(dāng)待檢體系中存在靶標(biāo)核酸時，Cas蛋白在向?qū)NA的引導(dǎo)下特異識別靶標(biāo)序列，形成復(fù)合物，進(jìn)而被激發(fā)出針對切割單鏈核酸的“反式切割活性“，將體系中的熒光標(biāo)記探針切碎，發(fā)出熒光信號，完成檢測過程，通過檢測體系是否發(fā)光來判斷靶標(biāo)核酸是否存在。

將恒溫擴(kuò)增和CRISPR診斷技術(shù)結(jié)合起來，既可以利用恒溫擴(kuò)增的快，靈敏和簡便，又可以利用CRISPR的特異和靈敏，在進(jìn)行快檢的同時，既不用擔(dān)心檢測的假陽性和假陰性問題，也不用擔(dān)心PCR檢測中不確定的“灰區(qū)”問題。

對于伯杰利用由其實(shí)驗(yàn)室開發(fā)的，吐露港公司授權(quán)的CRISPR診斷專利技術(shù)，成功開發(fā)的國內(nèi)首款CRISPR快檢一體機(jī)BG-Nova-X8，院士對其速度和通量表示了贊賞，認(rèn)為儀器可以在30-40分鐘內(nèi)完成24個新冠標(biāo)本檢測，可以期待這個系統(tǒng)能夠?yàn)樾鹿诳鞕z多做貢獻(xiàn)。

趙院士提到，未來技術(shù)的展望，等溫擴(kuò)增的特異性和靈敏度都需要進(jìn)一步提升，可以通過和別的技術(shù)結(jié)合，“取長補(bǔ)短”來提升檢測特異性和靈敏度，這一次伯杰將等溫擴(kuò)增與CRISPR技術(shù)的嘗試，就是邁出了可喜的一步。

等溫擴(kuò)增的一管多重問題還需要創(chuàng)新的思路或者原理方面的突破，另一方面把恒溫擴(kuò)增，CRISPR診斷技術(shù)，和數(shù)字PCR技術(shù)的絕對定量原理結(jié)合起來，來實(shí)現(xiàn)絕對定量，在未來有更多發(fā)展的可能性。 

CRISPR技術(shù)的未來研究方向

可以說，CRISPR/Cas系統(tǒng)毫無疑問為感染性疾病的診斷提供了新的方法和契機(jī)，總結(jié)來說，它具有如下優(yōu)點(diǎn)：

· 相較于基于PCR的傳統(tǒng)方法，毫不遜色的靈敏度和特異度

· 檢測所需時間短

· 簡單便攜，不依賴昂貴的儀器和嚴(yán)苛的實(shí)驗(yàn)環(huán)境

· 試劑耐受冷凍干燥，便于儲存和攜帶

· 標(biāo)本前處理可以非常簡單

· 結(jié)果讀取方便，能通過熒光或者肉眼讀取結(jié)果、

這幾大優(yōu)點(diǎn)使得CRISPR檢測平臺可以對病原體核酸分子實(shí)現(xiàn)實(shí)時快速檢測。根據(jù)以上的分析，未來CRISPR技術(shù)的兩大研究方向也初見雛形：