國際期刊評論CRISPR基因療法

　　在醫療領域，基因編輯技術可以更加準確、深入地了解疾病發病機理和探究基因功能，可以改造人的基因，達到基因治療的目的等。今年五月份，來自中山大學的遺傳學，在世界上首次嘗試使用CRISPR–Cas9基因組編輯技術，修改來自人類胚胎的疾病相關DNA，從而引發了科學界的激烈爭論。這篇論文發表在五月份的《Protein & Cell》雜志。相關新聞：中山大學基因編輯研究引國際廣泛關注。那么這是否意味著，我們將很快把基于CRISPR–Cas9的方法用于治療人類疾病？近期，Cell旗下子刊、國際期刊《EBioMedicine》發表社論文章指出，基于CRISPR–Cas9的基因療法還為時過早。

　　中山大學研究人員人類基因組編輯研究的實驗進展并不順利。雖然內源性靶基因如預期的那樣被裂解，但是裂解只發生在大約一半的實驗胚胎中。此外，研究人員觀察到，“修復”序列的回收是低效的，只發生在一小部分的胚胎中。更嚴重的是，研究人員觀察到高度的脫靶突變。考慮到可遺傳性脫靶突變在種系中的危險，以及修改人類基因組必須考慮的倫理問題，這項研究進一步引起了科學家的許多擔憂：我們使用CRISPR–cas9系統作為工具，用于人類基因治療，還有很長的路要走。然而，考慮到這個系統潛在的特異性和固有的簡便性，似乎不太可能在短時間內探索和討論將其作為一種手段，治療人類遺傳性疾病。

　　這一系統讓人充滿了期待。CRISPR–Cas9首次發現于細菌中，作為對抗入侵病原體的防御機制，通過使用與感興趣DNA靶標精確對應的小RNA序列，而發揮作用。當結合Cas9核酸酶時，這些高度特異性的引導性RNA–Cas9復合物，直接與感興趣的基因結合，并介導靶DNA雙鏈的直接斷裂。然后，這可能導致基因失活，或用一個健康的版本替換有缺陷的基因。通過修改Cas9酶的活性，也可以打開基因（而不是裂解它），或改變基因的表達。我們可以設想無限的可能性，這種高度特異性的、靶向的遺傳操作，將對生物醫學研究和醫學有很大的前景。

　　例如，科學家們采用CRISPR–Cas9，通過將整合的前病毒DNA從宿主細胞上切除，來有效地“治愈”潛伏感染HIV的細胞。雖然這些研究是體外進行的，但是，由于研究人員很難識別和消除艾滋病毒感染者的HIV病毒庫，所以這種方法將是一種值得期待的艾滋病毒療法。也有原理研究證明，其他DNA病毒，如乙型肝炎病毒和乳頭瘤病毒，已被成功地靶定，那么，我們可以想象，在未來臨床醫生可以使用CRISPR–cas9，作為一種易于操作的、靈活的抗菌選擇，不僅對抗眾所周知的病毒，而且對抗突然出現的、DNA為基礎的病毒，也許還有細菌病原體。

　　科學家們也使用該系統來治療動物疾病模型中的基因缺陷。例如，最近的一項研究，采用遺傳性酪氨酸血癥小鼠模型發現，注射CRISPR–cas9復合物，可特異性地靶定缺陷疾病相關的Fah基因，從而導致野生型基因在靶向小鼠肝臟中的成功表達，但只是一小部分的肝細胞。然而，如果在將這些修改的細胞移植回小鼠之前，首先在體內擴增時，研究人員能夠正確地糾正表型體重減輕。因此，為了在整個動物水平看到表型的影響，很有必要對疾病靶向治療方法進行修訂。

　　盡管RNAi已徹底改革了現有的研究模式，我們能夠通過靶定一個基因的信使RNA，有效而廉價地“敲除”一個基因的功能，然而，CRISPR–cas9通過在源頭上沉默基因，將基因打靶帶到了一個新的水平。研究人員希望用RNAi克服一些打靶效應和有時不完整的抑制問題，將CRISPR–cas9不僅用于治療，而且作為一種基本工具，在單個基因以及在基因組水平上篩選基因功能。例如，已有研究通過使用CRISPR進行全基因組篩選，尋找特定基因介導的抗腫瘤藥物耐藥性和某些病原體，以及了解哪些基因可能參與介導了特定疾病的治療療效，如肺轉移。我們的確剛剛開始一個“利用CRISPR作為遺傳篩查工具“的時代。

　　盡管CRISPR Cas9系統具有很大的潛力和實用性，但是，將其作為人類的一種治療手段，依然存在極大的挑戰和憂慮。考慮到中山大學人類胚胎研究中觀察到意外程度的脫靶種系突變率，安全性和倫理問題自然是在我們首要關注的。當考慮將CRISPR–Cas9作為治療應用時，鑒于所有的倫理和科學性，我們必須保持謹慎和嚴格評估。除了提高特異性和消除脫靶效應之外，在體內傳遞過程中仍然存在技術挑戰，以及復合物免疫原性的可能性。

　　這篇社論最后引用一句話：“巨大的力量，帶來的是巨大的責任。”激勵研究人員朝向擁抱這種新一代基因治療工具走去——而不是跑步前進。