問世短短幾年的CRISPR儼然已成為生命科學(xué)領(lǐng)域最耀眼的“明星”之一。除了作為常規(guī)的科研工具，這一被稱為“魔剪”的基因編輯工具還被寄予了用于疾病治療的厚望。目前，來自全球各國的科學(xué)家們正在開展CRISPR用于多種疾病治療的研究，包括癌癥、艾滋病、失明、免疫缺陷病癥、杜氏肌營養(yǎng)不良癥、鐮狀細胞病等。一些基于CRISPR的臨床試驗也正在進行中。

然而，想要CRISPR技術(shù)真正用于人類疾病治療，其有效性和安全性必須得到保證。目前，這一顛覆性技術(shù)的“脫靶效應(yīng)”一直是阻礙其應(yīng)用的關(guān)鍵障礙之一。所謂“脫靶效應(yīng)”，簡單來說，就是編輯了“預(yù)想之外”的基因，帶來各種不可控的不良后果。

那么，CRISPR的這種“脫靶效應(yīng)”究竟有多嚴重呢？近日，國外多家媒體報道了于5月30日發(fā)表在Nature Methods雜志上題為“Unexpected mutations after CRISPR-Cas9 editing in vivo”的論文。研究稱，CRISPR能夠引入數(shù)百種意想不到的突變到基因組中。

該研究的共同作者Stephen Tsang博士說：“我們認為這是至關(guān)重要的?？茖W(xué)界應(yīng)該考慮由CRISPR導(dǎo)致的所有脫靶突變（包括單核苷酸突變和基因組非編碼區(qū)域的突變）的潛在危害?！?/p>

1脫靶效應(yīng)如何檢測？

因其速度和精度優(yōu)勢，CRISPR的出現(xiàn)對于那些致力于研究基因在疾病中作用的科學(xué)家來說是大大的福音。該技術(shù)還為開發(fā)更“強大”的基因療法帶來了新的希望。目前，中國正在開展首個CRISPR臨床試驗（Nature：中國進行全球首個CRISPR技術(shù)人體應(yīng)用，治療肺癌），美國也將于明年開始相關(guān)試驗。

然而，正如前文所說，盡管CRISPR能夠精準靶向DNA中的特定區(qū)域，但它有時也會“擊中”基因組中的其它部位，即產(chǎn)生“脫靶效應(yīng)”。

此前，大部分研究搜索這些脫靶突變的方法是：先利用計算機算法鑒定出最可能被“錯誤擊中”的區(qū)域，然后再檢查這些“危險區(qū)域”的缺失和插入情況。

2全基因組測序大發(fā)現(xiàn)

這項新研究的共同通訊作者Alexander Bassuk教授說：“當(dāng)用CRISPR編輯培養(yǎng)皿中的細胞或組織時，這些預(yù)測算法做得很好。但是，之前，全基因組測序從未被用來搜索活體動物中的所有脫靶效應(yīng)。

該研究中，科學(xué)家們對先前經(jīng)受過CRISPR基因編輯的小鼠進行了全基因組測序。他們希望查找CRISPR引起的所有突變。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，CRISPR確實成功糾正引發(fā)失明的基因，但兩只接受了基因治療的小鼠的基因組中存在超過1500個單核苷酸突變以及超過100處更大片段的缺失和插入。需要強調(diào)的是，這些DNA突變都沒有被計算機算法預(yù)測出來。

Tsang博士說：“沒有使用全基因組測序來尋找脫靶效應(yīng)的研究人員可能會錯過潛在的重要突變。即使是一個單個核苷酸變化也會產(chǎn)生巨大的影響。我們希望，這一研究結(jié)果能夠鼓勵其他人使用全基因組測序作為確定CRISPR技術(shù)所有脫靶效應(yīng)的方法，從而達到更安全、更精準的基因編輯。”

3談基因編輯未來

對于CRISPR技術(shù)用于疾病治療的前景，該研究的共同通訊作者Vinit Mahajan博士說：“我們依然對CRISPR持樂觀態(tài)度。作為醫(yī)生，我們知道，每一種新療法都有一些潛在的副作用，但我們需要知道這些副作用是什么。”

針對這項研究，生物探索第一時間采訪了國內(nèi)的相關(guān)專家。康立明生物創(chuàng)始人鄒鴻志博士表示，基因編輯的臨床應(yīng)用之路將不平坦。

此外，不久前，小編在與一位國內(nèi)基因編輯領(lǐng)域一線學(xué)者交流時，他曾談到基因編輯療法的臨床應(yīng)用問題。他說：“如果大家認為這項顛覆性的技術(shù)會很快“落地”，那可能會讓大家失望；但另一方面，傳統(tǒng)的新藥研發(fā)往往需要十年，甚至更久，如果從這個角度來說，可能基因編輯療法的“落地”會相對要快。至于快到什么程度，最終還是要看臨床試驗的結(jié)果以及法律法規(guī)的支持?！?/p>

參考資料：CRISPR gene editing can cause hundreds of unintended mutations