# CRISPR 诊断 利用 Cas 酶进行核酸检测——从样本到侧向层析读出的即时分子诊断。 Source: https://cn.bioecon.ru/technology/crispr-diagnostics/ Updated: 2026-08-18 ## 概览与价值链 标记：[EC: IVDR 2017/746 | OECD: Biotech & Health | 监管机构: FDA（美国）、EMA（欧盟）、NMPA（中国）] CRISPR 诊断利用 Cas12/Cas13 酶的旁切活性，在 <30 分钟内以阿摩尔级灵敏度 (2 aM) 检测核酸， 无需热循环仪即可实现分散式检测。 关键方向： 1. **SHERLOCK (Cas13 RNA detection)：** 通过旁切检测 RNA 靶标。 2. **DETECTR (Cas12 DNA detection)：** 以报告分子读出 DNA 靶标。 3. **等温耦合 (RPA/LAMP front-end)：** 恒温扩增。 4. **侧向层析读出 (paper-strip output)：** 无需仪器的可视化结果。 ### 部门价值链 ``` [样本] ──> [提取] ──> [扩增] ──> [Cas 检测] │ (旁切活性) │ ▼ [结果] <─── [侧向层析] <────┘ ``` ### 价值链层级 | 层级 | 描述 | 关键输入/输出 | |:---|:---|:---| | **Sample Prep** | 裂解与提取 | **输入：** 200 µL 拭子样本。**输出：** 纯化核酸。 | | **Amplification** | 等温 RPA/LAMP（37–42°C） | **输入：** 引物。**输出：** 扩增子。 | | **Cas Reaction** | Cas 引导切割 | **输入：** gRNA、Cas。**输出：** 信号。 | | **Readout** | 侧向层析/荧光 | **输入：** FAM 报告分子。**输出：** 荧光/条带结果。 | | **Interpretation** | 阳性/阴性判定 | **输入：** 信号。**输出：** 报告。 | | **Reporting** | 结果数据记录 | **输入：** 报告。**输出：** 记录。 | 部门交叉技术： - **向导 RNA 设计 (gRNA Design)：** 靶向特异性向导文库。 - **报告分子化学 (Reporter Chemistry)：** 荧光/比色读出。 - **微流控芯片 (Microfluidics)：** 集成一次性卡盒。 --- ## 美国 美国在 EUA 级即时检测平台方面领先。 ### point-of-care, emergency use, platform companies - **Mammoth Biosciences：** 基于 DETECTR 的平台。 - **Sherlock Biosciences：** SHERLOCK CRISPR 诊断。 - **FDA EUA pathway：** 快速检测的紧急授权。 --- ## 中国 中国扩大制造规模并推进 NMPA 国内审批。 ### scale manufacturing, domestic approval, export - **通量生物 (Tolo Biotech)：** CRISPR 检测试剂盒。 - **华大基因 (BGI)：** 测序与检测集成。 - **NMPA 快速通道：** 国内 IVD 审批。 --- ## 欧盟 欧盟在 IVDR 框架下由公告机构进行符合性评定。 ### IVDR conformity, notified bodies, CE-IVD - **Qiagen：** 检测试剂与平台。 - **IVDR 2017/746：** 体外诊断法规。 - **CE-IVD marking：** 进入市场的符合性标识。 --- ## 领先企业与研究机构 | 企业 / 机构 | 国家 | 关键产品 / 平台 | 技术亮点 | 2026 年状态 | |:---|:---|:---|:---|:---| | **Mammoth Biosciences** | 🇺🇸 美国 | *DETECTR* | Cas12/Cas14 | 商业化 | | **Sherlock Biosciences** | 🇺🇸 美国 | *SHERLOCK* | Cas13 RNA | 商业化 | | **Caspr Biotech** | 🇺🇸 美国 | *Portable Cas* | 现场检测 | 成长期 | | **Tolo Biotech** | 🇨🇳 中国 | *CRISPR Kits* | 规模制造 | 商业化 | | **Qiagen** | 🇩🇪 德国 | *IVD Reagents* | CE-IVD | 商业化 | | **BGI** | 🇨🇳 中国 | *Assay + Seq* | 集成 | 商业化 | --- ## 技术栈与创新 技术栈结合扩增、引导切割与简易读出。 1. **等温扩增 (RPA/LAMP)：** - 无需热循环仪的恒温扩增。 2. **Cas 旁切 (Cas12/Cas13)：** - 引导切割触发报告分子信号。 3. **侧向层析读出 (Paper Strip)：** - <30 分钟可视化结果，无需仪器。 --- ## 价值链与生产流程 ### CRISPR 体外诊断工业流程 (ISO 13485) ``` ┌───────────────────────────┐ ┌───────────────────────────┐ │ 1. 样本裂解 │ ───> │ 2. 等温扩增 │ └───────────────────────────┘ └───────────────────────────┘ │ ▼ ┌───────────────────────────┐ ┌───────────────────────────┐ │ 4. 报告分子切割 │ <─── │ 3. Cas/gRNA 反应 │ └───────────────────────────┘ └───────────────────────────┘ │ ▼ ┌───────────────────────────┐ ┌───────────────────────────┐ │ 5. 侧向层析读出 │ ───> │ 6. 结果报告 │ └───────────────────────────┘ └───────────────────────────┘ ``` #### 阶段 1：样本裂解 200 µL 拭子样本经裂解在 5 分钟内释放核酸。 #### 阶段 2：等温扩增 RPA/LAMP 在 37–42 °C 下经 10 分钟扩增靶标。 #### 阶段 3：Cas/gRNA 反应 向导 RNA 将 Cas 引导至靶序列，检测低至 10 拷贝/反应。 #### 阶段 4：报告分子切割 旁切活性每个靶标激活超过 1000 个报告分子。 #### 阶段 5：侧向层析读出 纸条在 5 分钟内显示阳性/阴性可视化条带。 #### 阶段 6：结果报告 结果记录至患者档案，每次检测成本约 0.61 USD。