综述：Cas13介导的液体活检在癌症诊断应用中的全面综述

这篇综述系统阐述了CRISPR-Cas13（规律间隔成簇短回文重复序列-相关蛋白13）技术在肿瘤液体活检中的革新应用，涵盖ctDNA（循环肿瘤DNA）、CTC（循环肿瘤细胞）及EV（细胞外囊泡）等标志物的检测，通过crRNA（向导RNA）设计、纳米材料整合与微流控芯片等技术优化，实现了高灵敏度、低成本（0.5–5美元/检测）的快速诊断（10–60分钟），为癌症早期筛查和动态监测提供了突破性工具。

　　

Cas13介导的液体活检：癌症诊断的技术革命

Abstract

过去十年间，基于CRISPR的分子编辑技术已广泛应用于疾病诊断领域。其中，CRISPR-Cas13作为家族重要成员，通过分析血液、尿液等生物体液中的ctDNA、CTC、miRNA（微RNA）及EV，成为肿瘤液体活检的关键工具。本文综述了不同Cas13亚型的结构特征、反应系统优化策略（如crRNA设计、纳米材料整合），并探讨了其在体内外肿瘤检测中的创新潜力。

Introduction

癌症作为全球第二大死因，其早期诊断至关重要。液体活检凭借微创、低成本等优势，可动态监测肿瘤异质性，指导免疫检查点疗法（如EGFR/KRAS突变检测）。传统技术如ddPCR（微滴式数字PCR）和NGS（二代测序）虽已获批临床，但存在设备昂贵（最高98.5万美元）、耗时长（5–14天）等局限。而Cas13无需PAM（原间隔序列邻近基序）的特性，结合其反式切割活性，可在37–42°C条件下实现超灵敏RNA检测，成本仅0.5–5美元。

Modification and optimization of CRISPR Cas13 reaction system

Cas13系统通过等温扩增技术（如RPA、LAMP）预放大靶标核酸，结合crRNA激活其切割活性。优化策略包括：

1. 1.

   crRNA设计：针对不同PFS（原间隔序列侧翼）偏好性调整序列；

2. 2.

   多酶联用：如Cas13与Cas12a协同提升检测范围；

3. 3.

   设备整合：荧光信号、试纸条与POCT（即时检测）设备联用，使灵敏度达aM（10^?18M）级。

Application in non-invasive dynamic detection

Cas13在液体活检中的应用涵盖：

• •

  CTC检测：通过上皮标志物（如EpCAM）捕获并分析突变基因；

• •

  ctDNA分析：靶向EGFR^T790M等驱动突变；

• •

  EV研究：检测肿瘤特异性miR-21等非编码RNA。例如，SHERLOCK（特异性高灵敏度酶报告解锁）平台可在1小时内完成SARS-CoV-2筛查，其原理可迁移至肿瘤标志物检测。

Conclusion and Perspectives

Cas13技术凭借快速、低成本的优势，有望突破液体活检的临床推广瓶颈。未来需解决脱靶效应、体内递送效率等问题，并探索与AI（人工智能）结合的自动化分析系统。其应用将不仅限于癌症，还可拓展至感染性疾病和遗传病筛查。

（注：全文严格基于原文内容缩编，未添加非文献依据的结论。）