项目概况
本项目聚焦于CRISPR/Cas基因编辑技术衍生的下一代分子诊断平台——CRISPR-Dx（CRISPR-based Diagnostics）病原微生物核酸快速检测试剂盒的自主研发与规模化生产。CRISPR-Dx技术利用Cas效应蛋白（主要是Cas12a和Cas13a）在识别靶标核酸后激活的非特异性反式切割活性，通过切割荧光报告探针或侧向流层析试纸条产生可读信号，实现对病原体核酸的超灵敏、高特异性检测。本试剂盒产品采用“RPA/LAMP恒温扩增+CRISPR检测”双模式或“一管一步法”整合方案，覆盖呼吸道病毒（新冠病毒及其变异株、流感病毒、呼吸道合胞病毒）、虫媒病毒（登革热、寨卡、基孔肯雅热）、性传播病原体（HPV高危分型）及耐药基因（mecA、NDM-1、KPC）等检测靶标。核心组分包括Cas12a或Cas13a效应蛋白、特异性crRNA向导序列、荧光/侧向流报告探针、重组酶聚合酶扩增（RPA）或环介导恒温扩增（LAMP）预混液及冻干保护配方。产品具备超灵敏度（aM级别，10^-18 M）、单碱基分辨率（精准区分SNP变异）、恒温快速（30分钟内出结果）、仪器依赖低（可结合便携恒温仪或体温加热）及低成本（无需昂贵光学检测系统）等核心优势，已完成从Cas蛋白自主表达纯化到冻干微球试剂盒的全链条开发，旨在引领分子诊断从中心化实验室走向床旁及家庭场景的技术变革。
应用前景
本基于CRISPR/Cas技术的病原微生物核酸快速检测试剂盒凭借其超灵敏度、单碱基分辨能力、恒温操作及极低设备依赖的革命性优势，在床旁分子诊断（POCT）、基层医疗下沉、家庭自测、海关现场检疫及耐药基因监控等领域展现出颠覆性的应用前景。在基层医疗与发热门诊场景，CRISPR-Dx试剂盒可在30分钟内完成从样本到结果的全流程检测，结果可通过便携式荧光读取仪甚至蓝光照射肉眼判读，完全摆脱对昂贵荧光定量PCR仪的依赖，特别适合乡镇卫生院、社区卫生服务中心、村卫生室等资源匮乏场景，可广泛应用于新冠病毒、甲流乙流、登革热病毒等发热伴呼吸道/出血症状病原体的快速筛查，助力“早发现、早隔离、早治疗”的传染病防控策略落地。在家庭自测与居家健康管理领域，CRISPR-Dx试剂盒结合指尖血、鼻拭子、唾液等无创/微创采样方式，以及冻干微球或微流控芯片的便捷操作，有望成为继新冠抗原自测之后的下一代分子级家用自测产品，实现对流感、链球菌咽炎、HPV自我采样等疾病的居家精准检测，推动个体化健康管理的发展。在海关检疫与生物防御领域，CRISPR-Dx试剂盒的便携性与快速性完美匹配口岸“即采即检”需求，可对入境人员、货物及交通工具携带的寨卡病毒、猴痘病毒、黄热病毒等输入性病原体进行现场快速排查，构筑国门生物安全防线。在耐药基因与环境监测领域，CRISPR-Cas12a/Cas13a系统可精准识别单个碱基突变，实现对碳青霉烯类耐药基因（NDM-1、KPC）、甲氧西林耐药基因（mecA）等临床重要耐药标记的快速检测，指导临床精准抗感染治疗；同时可应用于养殖场、屠宰场、污水处理厂等环境样本中的耐药基因监测，服务于“同一健康”（One Health）理念下的抗生素耐药性防控。随着全球对低资源地区传染病检测能力建设的高度重视以及家庭自测市场的快速扩张，CRISPR-Dx作为最具潜力的下一代分子诊断技术，预计2030年全球市场规模将突破百亿美元，本产品作为上游核心试剂盒供应商，将深度受益于这一技术革命浪潮。
技术特点
核心组分Cas12a和Cas13a经基因工程改造与分子定向进化，反式切割活性较野生型提升3-5倍，；蛋白表达采用大肠杆菌系统，经亲和层析与离子交换两步纯化，纯度达95%以上，比活性≥10^5 U/mg，内毒素水平<1 EU/μg，满足体外诊断试剂要求。采用RPA或LAMP预扩增与CRISPR检测联用的两步法或“一管法”策略，检测下限可达1-10拷贝/反应（或aM级别），灵敏度与qPCR相当甚至更优。在反应速度与操作便捷性上，优化的恒温扩增与CRISPR切割耦合体系，总反应时间控制在30-45分钟，其中扩增15-20分钟，CRISPR切割检测5-10分钟；开发了侧向流层析（LFA）试纸条读取系统，将CRISPR切割产生的可检测信号转换为试纸条条带，无需任何仪器即可肉眼判读，结果保存时间长（≥2小时不褪色）。在稳定性与工艺适配性上，采用冻干微球或冻干饼形式将Cas蛋白、crRNA及报告探针预包埋于反应管中，4℃保存效期达18个月，常温（25℃）稳定60天以上，支持冷链成本降低80%；同时开发了“拭子直接上样”缓冲体系，可兼容唾液、鼻腔拭子、尿液等粗样本，无需核酸提取或仅需简单热处理（95℃ 2分钟），大幅简化操作步骤，降低对操作人员的技术要求。在多重检测能力上，通过空间分区（多管）或时间分辨（顺序激活）策略，可实现对2-4个靶标的并联检测，或通过Cas12a与Cas13a的交叉正交体系实现DNA和RNA病毒在同一反应中的同步检测（如同时检测新冠病毒RNA和内参RNase P DNA）。此外，本产品已适配荧光读取仪、便携式恒温仪及蓝光照射器等低成本检测设备，展现出从专业实验室到家庭场景的广泛适用性与规模化生产兼容性。
联系人：殷利眷
联系电话：13552566295
邮箱地址：yljzhx@tust.edu.cn
