CRISPR/Cas9成功与否的关键在于gRNA的设计，gRNA和非目标区域过多的非特异性结果，脱靶效率较高，特别是靠近PAM的8-10bp不能和非目的区有高同源性。目前为了提高基因组编辑的准确性，对Cas9核酸酶进行了突变，突变后的Cas9只能切割DNA双链中的一条链，通过两个gRNA引导Cas9对DNA切割，可以显著提高基因组编辑的特异性，降低脱靶效应。

　　CRISPR/Cas9主要由两部分组成：gRNA和Cas9蛋白。gRNA由CRISPR RNA（crRNA）与反式激活crRNA（trans-activating crRNA,tracrRNA）组成，crRNA的一部分序列能与tracrRNA配对，形成双链RNA结构；一部分序列与靶目标互补区域，以此识别靶序列。Cas9蛋白先与gRNA形成复合体（Cas9-sgRNA），使Cas9蛋白构象变化，产生一条通道，使其更容易与DNA结合。该复合体随机碰撞DNA，若未识别到PAM序列，则会快速离开DNA，发生下一次碰撞；若识别PAM序列，Cas9蛋白的Arg1333和Arg1335会与二核苷酸鸟嘌呤结合，此时，Ser1109和Lsy1107形成磷酸锁结构，与PAM序列旁的+1位核苷酸发生相互作用，促使双链DNA解旋，利用RNA-DNA碱基互补配对原则，核对序列与crRNA的互补情况，若在种子序列出现较多错配，则序列识别过程终止，从而确保Cas9在正确的目标处发挥作用。

　　从原理上来说，CRISPR分子诊断方法实际上是将扩增方法与Cas蛋白的检测相结合。CRISPR检测在提高灵敏度的同时，也提高了特异性，而且降低了对仪器依赖。另外，经过方法优化，CRISPR检测也做到了多靶标、一步法定量检测、DNA和RNA相同步骤检测和适合野外偏远地区的快速分子检测。

　　CRISPR技术是在20世纪90年代初发现的，并在7年后首次用于生物化学实验，迅速成为人类生物学、农业和微生物学等领域最流行的基因编辑工具。

　　在2015年初，中国科学院深圳先进技术研究院周文华团队提出：CRISPR体系在分子诊断领域将有巨大的应用前景和优势，其因此也作为世界范围内最早提出这一设想的课题组之一。

　　但CRISPR体外诊断技术的发展不得不追溯到加州大学（伯克利）的Jennifer Doudna博士、麻省理工张锋博士，二者不但在CRISPR诊断技术的发明、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。

　　2016年8月张锋团队在Science期刊上发表了的一篇关于一种新CRISPR核酸酶的文章C2C2（即俗称的Cas13a）。他们意外发现Cas13a在完成特异性切割RNA之后，能够非特异性的切割任意的单链RNA，Cas13a具有强烈的细胞毒性。

　　就在张锋进行Cas13a的研究的同时，UC-Berkeley大学的Doudna团队也在进行相同的研究。于同年10在月Nature上发表研究结果——Cas13a非特异性切割RNA能够用于核酸的分子检测。

　　此后，张锋团队加速了Cas13a在核酸检测上的研究，于2017年4月在Science期刊上发表研究成果——一个基于CRISPR/Cas13a的分子诊断技术（简称SHERLOCK）。

　　2018年2月，Doudna团队在Science期刊上发表研究成果——除Cas13a具有非特异性切割RNA的功能，Cas12a与Cas13a具有相似的特性，在特异性的切割目的DNA之后，能够非特异性的切割单链DNA。并基于此发明了基于Cas12a的分子诊断技术（简称DETECTR）。原理同Cas13a一样，不过用于发光的底物是单链DNA。

　　2018年4月，中国科学院上海生命科学研究院王金团队在Cell Discovery期刊上发表了基于Cas12a的分子诊断技术。

　　2018年9月，中国科学院深圳先进技术研究院周文华团队在Nature Communications期刊上发表了研究成果——利用CRISPR系统效应蛋白Cas9在与靶核酸分子结合过程中独特的构象变化，高效启动针对靶核酸分子指数倍扩增的分子诊断技术（简称CRISDA）。

　　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技术的应用也主要有三个方向：治疗、科研工具、体外诊断（IVD）。

　　就CRISPR技术在IVD领域来看：CRISPR诊断特异性极好，可以检测到一个碱基的突变，非常适合早期筛查肿瘤、检测肿瘤易感基因和致病基因；

　　同时，CRISPR诊断技术操作简单、对仪器设备依赖性低、价格低廉，适合野外检测和不发达地区检测；例如国内某兽医科研单位基于CRISPR建立适合养殖场净化的诊断方法，刚果民主共和国利用CRISPR分子诊断技术检测埃博拉病毒（Ebola virus）；

　　另外，CRISPR诊断对操作者的要求低、结果可视化，因此家庭用CRISPR诊断试剂盒也是许多公司发展的方向。

　　据美国咨询公司MarketsandMarkets发布的CRISPR技术市场分析，目前，CRISPR技术主要应用在科研、农业和生物医学等方面；其中，生物医学应用将成为未来五年内增长最快的部分，而基因治疗、药物发现和诊断方面的发展将推动生物医学领域的增长。2017-2023年期间CRISPR技术的市场规模在2017年为5.46亿美元，到2023年将增长至39亿美元，其复合年增长率（CAGR）将达44%；CRISPR体外诊断市场规模预计自2020年开始将呈现快速增长的态势。

　　从产品和服务来看，CRISPR技术市场目前以产品为主，相关的酶将占据产品市场的最大份额，这是CRISPR过程中的关键成分之一。

　　目前我国进行CRISPR研发的公司主要集中在南京、北京和上海地区，形成了以江浙沪为核心的研发地带。知名公司包括金斯瑞、德泰生物、赛贝生物等21家左右；国内致力于CRISPR技术诊断应用的机构主要有微远基因、克睿基因等。

　　作为潜在的医疗手段，它的精确度仍然不够。一旦基因编辑的流程启动，而目前还没有方法可以终止基因编辑的过程，因而就只能等待整个过程自然结束。目前该技术中Cas9酶是“切割”酶中最受关注的，Cas酶切割DNA双螺旋的两条链。但研究表明，CRISPR/Cas9 可以击中准确目标的基因编辑中，有大约一半发生在编辑过程开始的6小时内；而在6小时后，脱靶的编辑开始变多，精准度不断降低。因此，这种“双链断裂”引起人们对切割精准度的担忧，科学家们正在积极寻找其替代品。

　　在使用CRISPR/Cas9基因编辑系统的时候，个体化的差异会导致基因编辑系统失效或者造成损害的情况出现。而由于与gRNA不匹配，一个碱基对所产生的基因差异性可能会导致结合效率下降，变异体也可能会导致在可能造成伤害的新位点上的结合。因此，必须在临床前研究以确保在gRNA设计阶段就考虑到基因变异并为临床翻译验证这些gRNA，最终为不同基因型患者提供“安全、有效、个性化”的个性化产品。

　　前间区序列邻近基序（PAM）是一个位于靶DNA3’端的短核苷酸基序，可被Cas9蛋白特异性识别。化脓性链球菌可识别标准PAM NGG和非标准PAM NAG。理论上，生物基因组中NGG每隔8bp碱基出现一次；NRG则每4bp碱基出现一次。但由于不同基因序列上的差异，并非所有的基因都能有合适的PAM。分析玉米的全基因组，在有注释的外显子中仅30%能找到特异性切割位点。这表明，PAM在一定程度上限制了Cas9剪切位点的选择。为了减弱PAM对Cas9蛋白的额限制，可对其进行改造和使用Cas9直系同源酶。

　　中外CRISPR诊断技术公司不相伯仲，基本处于同一起跑线，当前世界上还未形成绝对成熟，以及相关领域的龙头企业，商业化和产业化均处于不断探索之中。

　　公司曾从NFX手中获得过12万美元的投资；2018年8月获得了由Mayfikaiyun网页登录入口 开云在线eld领投，NFX、8VC、苹果CEO蒂姆·库克和早期癌症筛查公司Grail前首席执行官Jeff Huber参投的2300万美元A轮融资。

　　公司于2019年张锋参与成立，核心技术由麻省理工学院和哈佛大学授权，分别是基于基因编辑技术CRISPR的诊断技术平台SHERLOCK，和基于合成生物学的分子诊断平台INSPECTR。公司基于CRISPR技术完成快速诊断，可以检测多种生物或样本类型的遗传基因，直至达到个位数的阿摩尔级。

　　2019年3月获得了由 Northpond Ventures 和BV百度风投领投3500万美元的风险投资；2019年9月，从DTRA获得了约200万美元的补助金；2019年11月获得梅琳达·盖茨基金会单笔数额不详的资助金。

　　公司成立于2016年，是一家由CRISPR基因编辑技术应用的先驱者联合创办的转化型生物科技企业，专注于新型医药、分子诊断领域中CRISPR技术原创性应用的开发，致力于解决难治愈性肿瘤、复杂遗传性疾病的临床需求。

　　2018年8月完成由启明创投领投，清松资本、盛鼎投资共同投资的1700万美元A轮融资。

　　公司成立于2018年，专注于基因科技与精准医疗方向，拥有两大核心技术平台，包括基因编辑技术(CRISPR)的快速诊断平台与二代高通量测序(NGS)平台。产品研发方向为肿瘤靶向药物检测、动态监测、早期筛查和病原体的精准鉴定、耐药基因、毒力因子检测产品，其通过独立医学检验所或医院联合实验室的业务模式和平台，为大众提供临床检测服务。

　　公司成立于2019年，是一家专注基因检测，以分子技术为平台的高新技术企业，致力于为客户提供感染性疾病分子诊断的整体解决方案。围绕基因编辑（CRISPR/Cas）和高通量测序（NGS）两大前沿技术路线，专注打造新一代分子诊断平台。

　　2020年3月完成由比邻星创投、普华资本和体外诊断资深产业人士等联合投资的近亿元人民币Pre-A轮融资。