由中国科学院，中国工程院主办，中国科学院学部工作局，中国工程院办公厅，中国科学报社承办，中国科学院院士和中国工程院院士投票评选的2018年中国十大科技进展新闻，世界十大科技进展新闻，于1月2日在京揭晓。其中基于基因编辑技术CRISPR 开发的病原体或肿瘤体外诊断技术入选2018年世界十大科技进展。
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基因编辑用于体外诊断正当其时
细菌免疫系统CRISPR-Cas的发现引发了技术革命浪潮并产生了极大的社会影响。而新发现的Cas12/Cas13/Cas14不同于Cas9，使得CRISPR系统在病原体的快速诊断和肿瘤基因检测领域的应用成为可能。
一张基因试纸条即可实现特定病毒检测
2018年，美国布罗德研究所华裔专家张锋带领团队在《科学》杂志上发表研究成果。他们基于CRISPR-Cas系统开发了SHERLOCK检测系统，在实验室中成功检测出一些病毒感染及肺癌患者的肿瘤标记物。而且该技术只需将“基因试纸”浸入处理过的样品，一条线就会显示出是否检测到靶分子。CRISPR基因编辑技术发明人之一张锋说，这种工具可用于检测病毒，肿瘤DNA（脱氧核糖核酸）等核酸物质。
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原来基因魔剪都是“疯狂一家人”
在CRISPR Cas 系统中，Cas12a/Cas13a/Cas14蛋白在向导RNA的引导下，识别目标序列后启动切割。它们最大的共同点在于都具有“附带切割”的活性，与目标序列结合后，便会像“分子切割机”一样切割不停。而这一特点也被CRIPSR Cas系统的两大研究团队（Jenneifer Doudna 团队和张锋团队）发现和运用， DETECTR和SHERLOCK检测系统也由此被开发出来。两个检测系统均在体系中加入荧光报告分子，借用Cas酶附带切割活性，实现待检序列信息向荧光信号的转化。
DETECTR和SHERLOCK借用系统Cas酶
实现待检序列信息向荧光信号的转化
另外，为了提高检测系统的灵敏度，两个团队都联合了重组聚合酶扩增（RPA）技术放大体系中待检测序列的信号。RPA与传统的PCR（聚合酶链式反应）有所不同，不需要复杂的升降温过程，聚合酶可在37℃-42℃这一通常最适宜的反应温度下，实现靶标序列的扩增。差异之处在于不同Cas酶识别和切割的底物有所不同，比如Cas13a可以识别和切割单链RNA，待检测的DNA目标序列便需要首先被转录成RNA；Cas14可以识别和切割单链DNA, 待检测的双链DNA目标序列需要添加特殊引物被处理成单链DNA。
等温扩增联合CRIPSR-Cas12a/Cas13系统
检测病原体或肿瘤基因原理图
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创新诊断实现POCT的大步跨越
关于CRISPR系统的应用，南京大学陈洪渊院士等人在《Nature Biomedical Engineering》杂志发表对CRISPR技术的精彩点评，对其在传染病检测、肿瘤诊断方面的应用以及如何实现细胞和活体诊疗等未来发展方向进行了评估和展望。文中指出，SHERLOCK可以实现对病毒，细菌，耐药基因的实时检测和人类基因组中的单核苷酸多态性（SNP）以及癌症相关突变基因的准确鉴定，具有超高灵敏度，检测限度可以达到阿摩尔级别（10^-18摩尔/L），真正实现靶标分子单分子水平的检测。
CRISPR-Cas13a可区分鉴定寨卡，登革热，
黄热病毒和西尼罗河病毒
SHERLOCK联合样本前处理技术HUDSON，告别了实验室复杂的核酸提取工作，摆脱了对复杂仪器设备的依赖，能够直接在患者血液甚至无创的体液（尿液或唾液）中2小时内检出病毒。更值得关注的是，SHERLOCK的所有检测组分可以被冻干成粉剂在环境温度下保存，并不需要冷链运输；检测结果不需要荧光检测设备，通过一张试纸条便可读取。新的突破对于传染病的监测及诊断意义尤为重大，简便快速灵敏的优点使得研究人员不需要较为大型的检测设备和复杂的操作，便可在短时间内检测，实现对目标病原菌的现场快速诊断。
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