综述：体内CRISPR生物传感

本综述系统阐述了基于CRISPR（Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats）的体内生物传感技术，重点介绍其通过高效序列识别、反式切割（trans-cleavage）信号放大及碱基编辑器（BE）/先导编辑器（PE）实现遗传调控的核心机制，并详述其在活体成像、分子定量、药物控释及动态监测等生物医学领域的突破性应用前景。

　　

CRISPR介导的高效体内序列识别

基于CRISPR效应蛋白的编程特性，该系统可实现活体环境下DNA/RNA的高特异性识别。通过设计特异性向导RNA（gRNA），CRISPR复合物能够精准定位基因组靶点，并结合荧光报告系统实现实时成像。该技术突破了传统检测方法在复杂生理环境中的局限性，为原位监测基因表达动态提供了关键技术支撑。

CRISPR驱动反式切割信号放大

利用Cas12a/Cas13a等效应蛋白的反式切割（trans-clelease）活性，系统可对非靶标信号分子进行高效切割并触发级联放大反应。这一机制显著提升了检测灵敏度，实现了对低丰度生物标志物（如蛋白质、小分子代谢物）的定量分析，为疾病早期诊断提供了新策略。

碱基编辑器与先导编辑器在传感耦合遗传调控中的应用

碱基编辑器（Base Editor, BE）和先导编辑器（Prime Editor, PE）不仅能够实现精准基因修饰，还可与传感模块耦合形成闭环调控系统。例如，在检测到特定疾病信号后，编辑器可激活治疗性基因的表达或修复致病突变，从而构建智能型基因药物递送体系。

关键设计参数：递送策略与细胞内动力学

成功实施体内CRISPR传感需克服递送效率、细胞内稳定性和脱靶效应等挑战。病毒载体（如AAV）和纳米颗粒是主要递送方式，其设计需综合考虑组织靶向性、免疫原性和载荷容量。此外，CRISPR元件在细胞内的半衰期和动力学特征直接影响传感信号的持续性与可靠性。

生物分析应用场景

1. 1.
   DNA/RNA活体成像：通过CRISPR-dCas9与荧光蛋白融合系统，实时可视化肿瘤相关基因或病原体核酸的空间分布；
2. 2.
   蛋白质与小分子定量：将CRISPR信号放大系统与适配体结合，检测疾病标志物如癌胚抗原（CEA）或葡萄糖浓度；
3. 3.
   基因控制药物释放：设计条件性激活的CRISPR电路，在特定信号触发下调控治疗性抗体或细胞因子的释放；
4. 4.
   动态信号记录：利用CRISPR介导的DNA写入技术，追踪胚胎发育或肿瘤进化中的信号通路活动；
5. 5.
   环境响应与谱系追踪：监测微生物群落对环境胁迫的响应，或通过遗传条形码技术重建细胞发育轨迹。

挑战与未来方向

当前技术仍面临体内递送效率低、背景噪声干扰和长期稳定性不足等局限。未来需开发新型 CRISPR 效应蛋白以提升信噪比，优化体内可控激活策略，并推动其向临床转化应用。体内CRISPR生物传感有望成为精准医学和基础生物学研究的核心工具。