近年来，CRISPR 的研究受到了极大的关注，CRISPR作为热门的基因编辑工具，不仅可以用于医疗上改造哺乳动物细胞，还可以用于农业和环境保护。该基因编辑研究领域的两个先锋人物麻省理工学院张锋教授和加州大学伯克利分校Jennifer Doudna教授为CRISPR的发展与应用作出了重要贡献。

2 月 15 日，在Science同时发表了两项研究，分别展示了由张锋和 Jennifer Doudna 实验室基于CRISPR系统开发的全新诊断工具。张锋研究团队展示了性能优化的 SHERLOCK系统，用于检测人源样本中的寨卡病毒、登革热病毒以及其他有害细菌。Doudna 研究团队公布了一个名为 DETECTR 的系统，它可以准确地识别人源样本中不同类型的HPV病毒。

张锋

在第一篇文章中，张锋团队基于此前的基因检测工具CRISPR-Cas13“夏洛克”，研发了新型基因试纸，只需将该试纸浸入处理过的样品中，一条线就会显示出是否检测到靶分子，可用于检测病毒、肿瘤 DNA（脱氧核糖核酸）等核酸物质，便宜、方便且高效。

Cas12a剪开特定 RNA后，会继续剪切其周围的 RNA，研究人员正是利用这一“脱靶”缺陷，加入了一种带有RNA的荧光标记物，当标记物被剪开时，会发出荧光信号而显示检测结果。

在最新研究中，研究团队提高了“夏洛克”的灵敏度。最初每微升血样可检出一个分子，而现在灵敏度是此前的100倍，可从肺癌患者血样中检出含量很低、来自肿瘤细胞的ctDNA。此外，该基因试纸一次最多可检测4个标靶，节约了样品用量。例如，寨卡病毒和登革病毒感染后的症状相似，使用“基因试纸”便可以一次检测出血样中究竟是哪种病毒。

张锋教授表示，该技术在健康领域应用广泛，包括检测传染病及发现引起耐药性和导致癌症的基因变异。

Jennifer Doudna

在第二篇文章中，Doudna教授表示，这种被称作DETECTR（DNA Endonuclease Targeted CRISPR Trans Reporter）的新方法能够实现灵敏而又准确的DNA检测，并且能够在人类样品中发现两种致癌HPV病毒。

在某些情况下，Cas12a会变成一种DNA切碎机，将附近的任何单链DNA进行切割。为了实现有效切割，研究人员添加了向导RNA和荧光分子，Cas12a可以通过向导RNA靶向切割目标分子，研究人员也可以通过检测荧光信号监测Cas12a的切割。

DETECTR工作原理

Doudna团队随后与加州大学旧金山分校的Joel Palefsky博士团队合作，寻找两种致癌性HPV（HPV16和HPV18）的DNA信号。研究人员获取了25份未感染HPV、感染两种致癌性HPV中的一种或两种的人源DNA样品。对HPV16而言，DETECTR对25份样本均作出了正确判断。对HPV18而言，DETECTR正确地判断了这25份样品中的23份。Doudna说，它错过的样品信号比较弱，可能需要通过设计不同的向导RNA加以改进。

Doudna团队开发的方法可能很容易地用于检测其他类型的病毒或细菌感染，甚至是癌症标志物，染色体异常或其他的遗传信号。与当前的HPV检测方法相比，DETECTR系统更简单快速，且不需要专门的设备，使该系统用于资源有限的健康中心和即时诊断成为可能。