国际期刊评论CRISPR基因疗法

　　在医疗领域，基因编辑技术可以更加准确、深入地了解疾病发病机理和探究基因功能，可以改造人的基因，达到基因治疗的目的等。今年五月份，来自中山大学的遗传学，在世界上首次尝试使用CRISPR–Cas9基因组编辑技术，修改来自人类胚胎的疾病相关DNA，从而引发了科学界的激烈争论。这篇论文发表在五月份的《Protein & Cell》杂志。相关新闻：中山大学基因编辑研究引国际广泛关注。那么这是否意味着，我们将很快把基于CRISPR–Cas9的方法用于治疗人类疾病？近期，Cell旗下子刊、国际期刊《EBioMedicine》发表社论文章指出，基于CRISPR–Cas9的基因疗法还为时过早。

　　中山大学研究人员人类基因组编辑研究的实验进展并不顺利。虽然内源性靶基因如预期的那样被裂解，但是裂解只发生在大约一半的实验胚胎中。此外，研究人员观察到，“修复”序列的回收是低效的，只发生在一小部分的胚胎中。更严重的是，研究人员观察到高度的脱靶突变。考虑到可遗传性脱靶突变在种系中的危险，以及修改人类基因组必须考虑的伦理问题，这项研究进一步引起了科学家的许多担忧：我们使用CRISPR–cas9系统作为工具，用于人类基因治疗，还有很长的路要走。然而，考虑到这个系统潜在的特异性和固有的简便性，似乎不太可能在短时间内探索和讨论将其作为一种手段，治疗人类遗传性疾病。

　　这一系统让人充满了期待。CRISPR–Cas9首次发现于细菌中，作为对抗入侵病原体的防御机制，通过使用与感兴趣DNA靶标精确对应的小RNA序列，而发挥作用。当结合Cas9核酸酶时，这些高度特异性的引导性RNA–Cas9复合物，直接与感兴趣的基因结合，并介导靶DNA双链的直接断裂。然后，这可能导致基因失活，或用一个健康的版本替换有缺陷的基因。通过修改Cas9酶的活性，也可以打开基因（而不是裂解它），或改变基因的表达。我们可以设想无限的可能性，这种高度特异性的、靶向的遗传操作，将对生物医学研究和医学有很大的前景。

　　例如，科学家们采用CRISPR–Cas9，通过将整合的前病毒DNA从宿主细胞上切除，来有效地“治愈”潜伏感染HIV的细胞。虽然这些研究是体外进行的，但是，由于研究人员很难识别和消除艾滋病毒感染者的HIV病毒库，所以这种方法将是一种值得期待的艾滋病毒疗法。也有原理研究证明，其他DNA病毒，如乙型肝炎病毒和乳头瘤病毒，已被成功地靶定，那么，我们可以想象，在未来临床医生可以使用CRISPR–cas9，作为一种易于操作的、灵活的抗菌选择，不仅对抗众所周知的病毒，而且对抗突然出现的、DNA为基础的病毒，也许还有细菌病原体。

　　科学家们也使用该系统来治疗动物疾病模型中的基因缺陷。例如，最近的一项研究，采用遗传性酪氨酸血症小鼠模型发现，注射CRISPR–cas9复合物，可特异性地靶定缺陷疾病相关的Fah基因，从而导致野生型基因在靶向小鼠肝脏中的成功表达，但只是一小部分的肝细胞。然而，如果在将这些修改的细胞移植回小鼠之前，首先在体内扩增时，研究人员能够正确地纠正表型体重减轻。因此，为了在整个动物水平看到表型的影响，很有必要对疾病靶向治疗方法进行修订。

　　尽管RNAi已彻底改革了现有的研究模式，我们能够通过靶定一个基因的信使RNA，有效而廉价地“敲除”一个基因的功能，然而，CRISPR–cas9通过在源头上沉默基因，将基因打靶带到了一个新的水平。研究人员希望用RNAi克服一些打靶效应和有时不完整的抑制问题，将CRISPR–cas9不仅用于治疗，而且作为一种基本工具，在单个基因以及在基因组水平上筛选基因功能。例如，已有研究通过使用CRISPR进行全基因组筛选，寻找特定基因介导的抗肿瘤药物耐药性和某些病原体，以及了解哪些基因可能参与介导了特定疾病的治疗疗效，如肺转移。我们的确刚刚开始一个“利用CRISPR作为遗传筛查工具“的时代。

　　尽管CRISPR Cas9系统具有很大的潜力和实用性，但是，将其作为人类的一种治疗手段，依然存在极大的挑战和忧虑。考虑到中山大学人类胚胎研究中观察到意外程度的脱靶种系突变率，安全性和伦理问题自然是在我们首要关注的。当考虑将CRISPR–Cas9作为治疗应用时，鉴于所有的伦理和科学性，我们必须保持谨慎和严格评估。除了提高特异性和消除脱靶效应之外，在体内传递过程中仍然存在技术挑战，以及复合物免疫原性的可能性。

　　这篇社论最后引用一句话：“巨大的力量，带来的是巨大的责任。”激励研究人员朝向拥抱这种新一代基因治疗工具走去——而不是跑步前进。