CRISPR分子诊断技术（一）
本篇为“连环画”系列中的第二篇。
“连环画”中的每一篇都会介绍一个最新生物医药技术或趋势。以图画为主，文字为辅。虽然无法做到系统全面，但希望能给读者带来一些启发。每篇文章只代表作者个人的观点或解读，与礼来亚洲基金的投资决定无关。
1 脊椎动物的免疫系统分为先天免疫（或非特异性免疫），和获得性免疫（又称适应性或特异性免疫）两种。
图片来源：参考资料5
2 细菌也具有先天和获得性两个免疫系统。前者主要包括限制性内切酶/修饰酶，用以破坏入侵病原的遗传物质；后者则主要包括大名鼎鼎的CRISPR-Cas系统。限制性内切酶的发现和广泛使用促进了DNA重组技术的普及，孕育了第一代生物技术公司。而CRISPR技术近几年来迅速崛起，开辟了一个新的时代。
图片来源：参考资料20，http://synergy.st-andrews.ac.uk/crispr/the-crispr-system/
3 与脊椎动物的获得性免疫系统类似，CRISPR-Cas系统也产生“免疫记忆”。按功能区分，Cas蛋白主要有两类：第一类蛋白包括Cas1 和 Cas2， 负责采集入侵的病毒或噬菌体的RNA或DNA，并把它们放入“档案”（CRISPR array），从而产生记忆；第二类蛋白是效应蛋白，比如Cas9，在通过档案产生的特定guide RNA（gRNA)或CRISPR RNA (crRNA)的指导下，识别并切割相匹配的（即存过档的）外源DNA或RNA，从而使再次入侵的病原无法复制。CRISPR-Cas系统涵盖多个家族和多种类型。由于二型系统中只需要单一效应蛋白，这一系统尤其是Cas9酶在基因编辑中被广泛使用。
图片来源：参考资料13
4 同其它基因编辑技术相比，CRISPR有很多优势：灵活性（对不同的基因靶点只需改变gRNA序列）、高特异性、便捷性、可模块化、可编程、低成本等等。因此该技术正在医疗、农业和工业等多个领域被广泛开发。在医疗领域中，CRISPR技术的应用主要有三个方向：治疗、科研工具，和体外诊断（IVD）。本文主要讨论CRISPR在体外诊断领域的进展。在该领域中，我们主要利用CRISPR-Cas的识别或“寻找”功能。
5
提起CRISPR，我们就不能不说起两位传奇人物：加州大学（伯克利）的Jennifer
Doudna博士，和麻省理工的张锋博士。二者不但在CRISPR技术的发明、应用上做出奠基性的贡献，还积极致力于该技术的产业化和商业化。他们各创立了几家生物技术公司，以开发基因编辑治疗手段。在过去的两年中，Doudna创立的Mammoth
Biosciences，和张锋创立的Sherlock
Biosciences又先后亮相。与以往不同的是，这两家公司专注于开发以CRISPR为基础的IVD技术。
