僅僅數年間，使用 CRISPR（規律成簇間隔短回文重複）/ Cas9 進行基因組編輯在科研上激起了巨浪，該技術使研究人員能夠精確而方便地編輯特定的基因。然而，新技術也存在一些缺點，例如在錯誤的地點切割 DNA，甚至是隨機地進行 DNA 編輯。
但是科學家們很快開始將 CRISPR 拉回了正確的軌道，如今創新性的分子特性使它更好地作用並能用於更多類型的細胞。CRISPR 應用的迅速出現意味著愛滋病、癌症、鐮狀細胞病等其他疾病的臨床試驗出現了端倪。
今天的 CRISPR 技術對於更多研究者來說也是一個尖端的工具，與其他基因調控方法相比，更適應於未來的醫療應用。「回到 RNA 幹擾（RNAi）時代，感覺就像進入了超光速飛船。」 整合 DNA 技術公司的高級副總裁和首席科學官 Mark Behlke 說，該公司提供 RNAi 和 CRISPR 的試劑。「但現在 CRISPR 使它看起來像一個孩子的遊戲，實在令人驚訝。」
相比於其他基因編輯方法，如 TALENs（類轉錄激活因子效應物核酸酶）和鋅指核酸酶， CRISPR 更加快捷便宜，也更易於使用，從而快速地被許多領域的科學家所接受。例如，癌症研究人員將包含編碼 CRISPR 嚮導 RNA（guide RNA）和 Cas9 （CRISPR 關聯蛋白 9）的質粒 DNA 轉入細胞系中，創造出對應不同研究的癌細胞系。
然而史丹福大學醫學院副教授，兒科醫生 Matt Porteus 對於 CRISPR 起初有著不同的體驗。他說，「每個人都表示 CRISPR 會幫助解決世界上的所有問題，但當我們試圖將細胞中的 CRISPR DNA 質粒應用在我們認為重要的治療中，如造血細胞系或其他原代人類細胞類型，該系統根本不起作用。」 因此，Proteus 實驗室研製出的一種在人原代細胞中進行 CRISPR/Cas9 編輯的不同遞呈方法， 完全不需要 DNA 質粒。
該方法的變化在於通過核糖核蛋白（RNPs）形式將 CRISPR/Cas9 試劑引入細胞。「研究人員將這些試劑（gRNA 和 Cas9 蛋白）組合起來，給它們 5 到 10 分鐘的時間形成複合體，從而合成出 RNPs。」 賽默飛世爾公司合成生物學研發部高級主管 Jon Chesnut 說，「CRISPR RNPs 可通過脂質納米粒子或電穿孔的方式傳遞到細胞中。」
雖然 RNP 試劑已被廣泛使用，但近些年研究人員對它們的興趣還停留在 CRISPR 方法的層面。「這是由於早期基於質粒的方法中有大量的 DNA 工具被廣泛接受，大家還存在意識的盲區。」 Dharmacon 公司（GE 醫療集團的子公司）高級產品經理 Louise Baskin 說。與質粒載體方法相比，無 DNA 的、基於 RNP 的 CRISPR 方法的好處在於沒有意外 DNA 的插入，能夠降低毒性，對目標效果更好，並且提高了特異性。
這些優點使得無 DNA 的 CRISPR 工具更適合於在治療中應用。「對我們來說，在原代組織和原代細胞類型中的基因編輯能力是一個巨大的突破。」 加州大學舊金山分校（UCSF）細胞與分子藥理學博士後 Judd Hultquist 說。
通過與 Kathrin Schumann（UCSF 醫學院微生物學和免疫學博士後）合作，Hultquist 將 Dharmacon 公司 Edit-R 合成 gRNAs 的 RNPs 用在人原發性 T 細胞中，該細胞是愛滋病病毒的主要目標。現在他們正在開發一種基於 RNP 的平臺，目標在於尋找能夠提高 T 細胞對 HIV 感染抗性的遺傳變化。
CRISPR 的核糖核蛋白的使用也徹底變革了模式動物系統（例如秀麗線蟲）。對於秀麗線蟲而言，CRISPR 是一個真正的遊戲改變者。」 華盛頓大學醫學研究所副教授 Brian Kraemer 說，他是 IDT 公司的無 DNA CRISPR 試劑的使用者。
將核糖核蛋白注入到線蟲性腺區，可以進行生殖細胞的基因組編輯，隨後可以分離出具有編輯表型的後代進行後續研究。Kraemer 的實驗室利用線蟲作為模式去識別蛋白質聚集疾病（如老年痴呆症和肌萎縮性側索硬化症）的致病機制所需要的基因。
Kraemer 認為，新的 CRISPR 工具將引燃下一代線蟲轉基因模型，包括定製等位基因，依照實驗的目的而改變基因編碼蛋白，例如通過改變胞內轉運蛋白的靶序列，可以使它定位到一個不同的細胞膜區域。
提高原代細胞（也包括其他細胞）CRISPR 的關鍵之一，是近期的增強試劑。IDT 公司開發了經過化學修飾的能夠在胞內抵抗核酸酶降解的 gRNA。該公司還開發了兩個短的 RNA 形式的 gRNAs（就像在原初細菌系統中），能夠形成複合體，而不是單一的、更長的 gRNA。MilliporeSigma 公司也計劃提供稱為 「SygRNAs」 的兩部合成 gRNAs。
牛津大學威廉鄧恩爵士病理學院的基因組工程平臺負責人 Joey Riepsaame，採用 IDT 公司的 Alt-R CRISPR/Cas9 RNP 系統來輔助進行基因編輯實驗。Riepsaame 稱讚 IDT 公司的兩步合成 gRNAs，能夠減少誘發不必要的免疫反應。「這對我來說是一個非常重要的因素，因為我的項目涉及到使用 CRISPR/Cas9 糾正免疫細胞中疾病誘發的突變。」 他說，「到目前為止，我們還沒有在 CRISPR/Cas9 中遇到任何重大的挑戰，並且能夠靶向到每個感興趣的區域。」
優化的 CRISPR 試劑，如 RNPs 也給研究人員提供新的機會。以 DNA 為基礎的 CRISPR（甚至 Cas9 的信使 RNA）的一個問題，是在開始編輯前存在一個滯後階段，這期間細胞機制會轉錄和 / 或翻譯活性 CRISPR 試劑。例如，將基於 DNA 或 mRNA 的 CRISPR 試劑注射進胚胎中時，結果能夠產生一種稱為 「鑲嵌體」，也就是具有超過一種的遺傳信息的動物。「RNP 的方法能夠降低鑲嵌現象，因為它的試劑在引入的同時就被激活，在編輯後快速降解，同時對於降低脫靶效應也有好處。」 IDT 公司的 Behlke 說。
其他的新工具，包括用於將 CRISPR 試劑更好的傳遞到細胞中的轉染試劑。MTI-GlobalStem 公司新的 EditPro 幹細胞轉染試劑能夠將 CRISPR 工具傳遞到細胞中，而他們的 EditPro 轉染試劑能夠傳遞進人類原代細胞以及細胞系。「新的 EditPro 轉染試劑依照 mRNA 的量，具有廣泛的可調節劑量。」MTI globalstem 公司科學總監 James Kehler 說
除了優化 CRISPR 試劑，研究人員也正在以新的、創造性的方式來使用 CRISPR/Cas9 系統。例如，去除 「剪刀」 功能的 Cas9 變成一種有效的分子靶向的工具，可以將附加效應分子靶向到基因組的特定區域。不同的效應分子，如激活子、抑制子或者修飾子也已經被研究。MilliporeSigma 公司的 dCas9-p300 激活子就是一個融合了 p300 組蛋白乙醯轉移酶結構域的非切割版本的 Cas9。一經結合，該激活子能夠使附近的組蛋白乙醯化，為增強和持續的基因表達打開了染色質。
儘管基於 RNP 的 CRISPR 技術在近期大獲成功，在用於功能篩選時，基於質粒技術還是存在一席之地。為了鑑定引發疾病的基因，一些公司提供了基於慢病毒 CRISPR 的基因敲除文庫。美國西北大學費因伯格醫學院小兒神經外科副教授 Simone Treiger Sredni 近期利用賽默飛世爾科技公司的 LentiArray CRISPR 文庫去篩選 160 種影響細胞增殖的激酶的突變。Sredni 研究主要集中在尋找與兒童非典型畸胎樣 / 橫紋肌樣瘤（atypical teratoid/rhabdoid tumors ，AT/RTs) 的治療方案，這是一種侵入性和致死類型的兒童腦瘤。
Sredni 在一些特定的激酶中篩選了一致的突變，能夠減少 AT/RT 細胞系的細胞增殖。她說，「其中一種激酶的抑制劑能夠與缺失基因產生同樣的效應，使得腫瘤不再生長。」 她也觀察了利用高通量的基因表達平臺進行的篩選，「這個基因從此不起作用了，因為它的表達水平是非常低的。」 接下來，Sredni 將研究抑制劑在小鼠移植瘤中的效應。
MilliporeSigma 公司還提供了基於慢病毒的，用於全基因組篩選 CRISPR 工具。通過與惠康基金會桑格研究所合作，MilliporeSigma 最近還為人類和小鼠的基因組構建了陣列式的全基因組 CRISPR 文庫的，提供的格式、傳遞方式和範圍（即單基因、基因家族，或整個基因組）都很靈活。
安捷倫公司日前也發布了集合性 CRISPR 篩選指導庫，包括通過慢病毒載體傳遞的 CRISPR 基因敲除文庫，包括了人類和小鼠的基因組尺度。為了獲取充分的靈活性，安捷倫還提供了前擴增和不擴增的用戶定製文庫。「我們的 CRISPR 集合庫利用 CRISPR/Cas9 在整個基因組上進行敲除，在功能篩選中被廣泛使用。」安捷倫公司分子和合成組診斷和基因組生物學全球營銷總監 Caroline Tsou 說，「通常這種敲除用來確定參與的細胞反應的基因，如信號轉導通路，或發現新基因的功能。」安捷倫還提供長達 230 個鹼基對的定製化的寡核苷酸，能給研究者 「探索文庫其他用途的自由。」 她說。
但有時當細胞在被迫表達細菌核酸酶時，狀態都不是太好。Dharmacon 公司的 Edit-R 誘導慢病毒 Cas9 系統對於那些不願意在穩定細胞系中長時間含有核酸酶的研究人員來說，是 「一個很好的妥協。」 巴斯金說。「誘導系統發揮了最好的一面，因為當準備使用嚮導 RNA 處理細胞時，他們可以開啟核酸酶的表達，得到充分表達的 Cas9，隨後在完成切割後再將它關閉。」
與此同時，各種各樣的 CRISPR 試劑已經為了對抗疾病準備就緒，特別是使用無 DNA 的方法。比如，RNP 方法的快開、快關的特性非常適合治療性應用，CRISPR 試劑可以定向切割隨後迅速降解。
但是糾正基因缺陷並不像敲除基因那麼容易，因為通常行使功能的基因也必須被引入到正確的位置上。位於斯坦福的 Porteus 實驗室最近發表了概念驗證的 CRISPR RNPs，用於靶向β- 球蛋白基因，該基因的突變導致鐮狀細胞病。他們發現 CRISPR 可以修正這種疾病患者的人類造血幹細胞中的β- 珠蛋白基因缺陷。此外，在加州大學伯克利分校的一個實驗室獨立地完成了一個類似的 CRISPR 編輯β珠蛋白基因的結果，使用稍微不同的方法來進行基因修正。
綜合起來，這些工作給即將進行的人體臨床試驗帶來了福音。2016 年 6 月，美國國立衛生研究院在美國批准的第一個臨床試驗，將使用 CRISPR 編輯人類 T 細胞幫助改善癌症治療，預計該實驗要持續到 2017 年。
同時，Porteus 實驗室正在著手將 CRISPR 編輯的細胞用在病人身上，他們期望能在 2018 年開始臨床試驗。他們可能首先針對鐮狀細胞病，其次是嚴重的聯合免疫缺陷（SCID）。Porteus 實驗室不僅希望利用 CRISPR 修正突變，同時能夠給細胞增加新的特性，從而可以治療疾病，「例如抗 HIV 的免疫系統，或創建能夠傳遞蛋白質到腦部的細胞。」 他說。「在科學和醫學的生態鏈中，我們覺得自己的角色應該是將這些技術帶給病人。」
隨著 CRISPR 研究工具的飛速發展，以及將於近期開始的臨床試驗，我們與目標的距離可能比想像中更近。