CRISPR基因编辑和下一代测序 (NGS) 的结合正在为临床诊断和生命科学研究开辟前所未有的机遇。
CRISPR技术凭借其精确的基因编辑能力，能够有选择性地靶向并修改特定的核苷酸序列，这在过去是无法想象的。而NGS则提供了高通量的DNA或RNA测序，使得我们能够以极高的精确度和效率解析复杂的基因组数据。
这两项技术的协同作用不仅推动了基础分子和细胞生物学的研究，还极大地促进了疾病研究的进展。例如，CRISPR的发现者们因为其在基因编辑领域的突破性贡献，荣获了2020年的诺贝尔奖。与此同时，基于CRISPR和NGS的创新应用，如CAR-T细胞疗法，正在为基因治疗和癌症治疗带来革命性的变化。
CRISPR和NGS在分子诊断中的潜力不容忽视
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目前，一些基于这些技术的诊断方法已经应用于临床，并且还有更多正在开发中。这些诊断工具有望实现疾病的早期检测、精准监测，并为个性化治疗提供更灵活的方案。正如早期的免疫吸附检测和荧光原位杂交技术那样，CRISPR和NGS也为分子诊断领域的研究者和开发者提供了丰富的创新机会。
展望未来，科学界正积极探索这些技术的更广泛应用。CRISPR和NGS的持续发展将如何进一步改变临床诊断？它们还能为疾病治疗和研究带来哪些突破？这些问题引发了科学界和医学界的广泛关注。随着研究的深入，这些技术无疑将为精准医疗和生命科学的未来开辟新的道路。
2016年美洲的寨卡病毒疫情推动了首个CRISPR诊断的批准，这为未来CRISPR诊断技术的应用奠定了重要基础
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自此，CRISPR诊断已经被用于检测多种致命病毒，包括拉沙病毒、埃博拉病毒和SARS-CoV-2
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。这些成功案例显示出传染病疫情在推动CRISPR诊断技术发展中的重要作用。
然而，CRISPR诊断的潜力不仅限于传染病。任何需要高选择性地检测已知遗传靶标的领域，如肿瘤样本分析、遗传基因变异的识别或非侵入性产前检测 (NIPT)，都可能从这项技术中获益
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CRISPR最为人知的是其作为基因编辑系统的应用，利用Cas9蛋白与向导RNA配对，在目标DNA序列上进行特定的基因切割或插入。基于CRISPR的诊断技术与基因编辑机制相似，但采用了不同的Cas蛋白（如Cas12、Cas13、Cas14），这些蛋白能够在检测到目标核苷酸序列时产生荧光信号，使其适用于检测和成像。
虽然许多研究人员在开发各自的CRISPR诊断方法，但两个主要的商业平台正在加速这一过程：由张锋团队开发的SHERLOCK，以及由诺贝尔奖获得者詹妮弗·杜德纳团队开发的DETECTR。这两个平台都在极高的灵敏度下快速识别目标序列，推动了CRISPR技术在分子诊断中的应用
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如同任何分子诊断技术，CRISPR测试需要足够的目标DNA进行检测，这通常通过PCR的扩增步骤实现。然而，与传统的PCR诊断不同，CRISPR诊断还可以利用其他扩增方法，这使其在临床和现场应用中更具灵活性。
特别是在即时诊断（POCT）场景下，等温扩增技术（如LAMP）显示出巨大前景。LAMP允许在恒定温度下进行核苷酸序列的扩增，避免了PCR所需的热循环仪，使其更适合现场或护理点使用。
Meridian迈迪安
推出了多种
适用于LAMP的冻干兼容酶
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这些酶在运输和储存中保持稳定性，进一步拓展了CRISPR诊断在各类应用场景中的可能性。
在众多可能从CRISPR诊断中受益的临床领域中，肿瘤学无疑是最具潜力的领域之一。尽管目前患者还无法在医生办公室直接进行CRISPR测试，但这一前景正在逐步接近实现。
在原理验证实验中，科学家们已成功利用SHERLOCK平台检测出已知的癌症突变
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。这一进展表明，CRISPR诊断在癌症检测和个性化治疗中的应用前景广阔。
英国癌症研究中心剑桥分部的哈维尔·德夫博士正在推动这一领域的发展。他领导的团队专注于分析和识别前列腺癌中的常见生物标志物，并开发了名为ProCASP的CRISPR平台。ProCASP平台能够绘制单个肿瘤的遗传变异图谱，从而帮助预测肿瘤对特定药物的敏感性。德夫博士指出，该研究的最终目标是为患者提供更为个性化的治疗方案，通过增加一层关键的遗传信息，从而优化治疗决策。
然而，尽管CRISPR诊断显示出了巨大的潜力，它在实际应用中仍然面临一些挑战。例如，现有的CRISPR诊断方法尚难以在高通量环境中广泛应用。此外，CRISPR诊断平台依赖于已知的靶序列，而这一要求在某些癌症及复杂遗传性疾病的检测中尤为困难。因此，在CRISPR工具能够有效多路复用和同时作用于多个基因之前，这类多因子诊断可能更适合依赖NGS工具来实现。
随着CRISPR技术的不断进步，它在肿瘤学及其他领域中的诊断应用前景将更加明朗。然而，要实现这一愿景，研究人员仍需克服技术上的挑战，并进一步完善这项革命性的诊断工具。
与CRISPR技术一样，NGS技术也迅速从标准研究应用转变为复杂的诊断工具。随着NGS技术成本的降低，它为无假设实验提供了可能性，使研究人员能够在不事先知道目标的情况下进行全面分析。
现在，NGS技术的快速平行测序能力使得研究人员能够探索未知的遗传变异，例如罕见疾病的致病基因，或者一次性筛查一组可能的遗传变异。这一技术已经成为肿瘤学的核心，推动了液体活检和精准治疗的伴随诊断的发展。
此外，NGS正在被研究用于诊断遗传性听力和视力丧失、遗传性心肌病和常染色体显性多囊肾病等疾病。单细胞测序技术的应用还使得在单个细胞水平上发现生物标志物成为可能。
尽管NGS技术已经在许多方面取得了显著进展，但研究人员仍面临一些持续的挑战。其中之一是文库制备过程。在进行任何NGS筛选时，研究人员首先需要将样本DNA分割成小片段，并进行标记以便于识别，然后对这些片段进行测序和分析，这一过程可能非常耗时。
目前NGS测序研发人员证努力使NGS建库工作流程尽可能紧凑和方便。
迈迪安提供了一系列NGS建库试剂，
以支持Illumina测序仪的文库制备，并为开发特定诊断方法的研究人员提供专家指导。
另一个挑战是样品稳定性，这对于使用液体处理器或机器人系统的人来说，样品稳定性非常重要，因为样品在处理过程中可能会放置几天。迈迪安提供的NGS建库试剂考虑到这些因素的工作流程和诊断方法，以确保样品在处理过程中的稳定性。
随着技术的不断进步和优化，NGS将在更多的临床应用中发挥关键作用，为疾病的早期检测和精准治疗提供强有力的支持。
虽然当前市场上主要仍由数十年历史的PCR和ELISA测试为主导。然而，CRISPR和NGS的崛起为扩展分子诊断领域提供了宝贵的机会。这两种技术不仅易于适应和扩展，还能快速开发和测试诊断样本，其相对低廉的成本使其更适合保险公司和医疗系统的需求。
CRISPR和NGS技术相互补充，各有其独特优势。NGS能够识别未知的遗传变异或同时筛查多种已知生物标记物，而CRISPR则特别适合用于现场或护理点的单序列诊断。这些技术并不太可能完全取代传统的PCR和ELISA方法，而是将在现有技术的基础上扩展更多诊断信息的获取渠道。
无论我们最终依赖哪种诊断工具，未来趋势一定都将是多模式的。这些工具不可能孤立存在，这种多模态的诊断方法将为分子诊断领域带来新的发展机遇，也将为农业和生物燃料领域的CRISPR和NGS应用带来新的前景。最重要的是，这些进展将为患者提供更多精准和全面的诊断信息，提升医疗服务的质量和效率。
