魔剪CRISPR技術(shù)自問世以來就開創(chuàng)了屬于自己的時(shí)代，一時(shí)間其在醫(yī)學(xué)科研領(lǐng)域的應(yīng)用可以說是百花齊放、碩果累累。誰料這個(gè)冠有科學(xué)界“大明星”之稱的CRISPR系統(tǒng)，近期也被Nature子刊爆料出，會(huì)在小鼠體內(nèi)引起大規(guī)模“意外”脫靶效應(yīng)。因而CRISPR技術(shù)到底是魔剪還是亂箭，一時(shí)間眾說紛紜。

顯然，很快劇情就發(fā)生反轉(zhuǎn)，目前已有兩家基因編輯公司Editas藥物和Intellia制藥的科學(xué)家們分別寫信給Nature雜志編輯部，認(rèn)為該論文因存在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、獲得數(shù)據(jù)以及結(jié)論都不夠科學(xué)（比如實(shí)驗(yàn)中只涉及了三只小鼠、一個(gè)sgRNA數(shù)據(jù)等）問題，要求將論文撤稿，并從科技文獻(xiàn)中刪除。但是Nature雜志表示，該論文只是篇讀者來函，且已經(jīng)經(jīng)過同行評(píng)議，因而目前暫無撤稿決定。

由此可見，該篇論文對(duì)CRISPR的各種應(yīng)用，尤其是臨床上的應(yīng)用提出了尖銳的挑戰(zhàn)，同時(shí)也對(duì)正在應(yīng)用CRISPR技術(shù)的研究者們敲了個(gè)警鐘：CRISPR是否真正安全，仍需要進(jìn)行進(jìn)一步探索和研究。然而，盡管目前CRISPR的臨床應(yīng)用并不平坦，但是也不能否認(rèn)CRISPR技術(shù)確實(shí)在用于疾病治療等方面上被寄予了厚望。Live Science網(wǎng)站就盤點(diǎn)了CRISPR系統(tǒng)在十種疾病中的經(jīng)典應(yīng)用。

由于在中國，人類基因編輯的規(guī)定法規(guī)管理比美國更為寬松，因而有關(guān)利用CRISPR技術(shù)治療癌癥的一些早期工作已經(jīng)在中國進(jìn)行了。2016年10月，Nature雜志報(bào)道，中國華西醫(yī)院的盧鈾教授團(tuán)隊(duì)已開啟了全球首個(gè)CRISPR技術(shù)的人體應(yīng)用，即從招募患者體內(nèi)分離出T細(xì)胞，并利用CRISPR技術(shù)對(duì)胞內(nèi)PD-1基因進(jìn)行基因敲除，然后當(dāng)T細(xì)胞擴(kuò)增至一定量后，再回輸至患者體內(nèi)，對(duì)腫瘤進(jìn)行殺傷。

另外，關(guān)于將CRISPR技術(shù)應(yīng)用于對(duì)抗癌癥，Carl June博士的研究團(tuán)隊(duì)也曾在2016年6月從美國國立衛(wèi)生研究院獲得批準(zhǔn)，將對(duì)18例身患黑素瘤晚期、肉瘤和骨髓癌的患者進(jìn)行臨床試驗(yàn)，期望能通過CRISPR技術(shù)對(duì)患者的自身免疫細(xì)胞的三個(gè)基因進(jìn)行改變，進(jìn)而將其回輸至患者體內(nèi)來發(fā)揮抗腫瘤作用。

徹底根除艾滋病病毒（HIV）是一場艱苦的戰(zhàn)斗。該病毒不僅能攻擊人體內(nèi)的免疫細(xì)胞，且也是一個(gè)臭名昭著的突變體。當(dāng)HIV劫持體內(nèi)的免疫細(xì)胞并開始復(fù)制后，它會(huì)產(chǎn)生多種基因變異來逃避藥物治療。根據(jù)世界衛(wèi)生組織(World Health Organization)的數(shù)據(jù)，這種耐藥性是治療HIV感染者的一個(gè)重大問題。

不過，CRISPR技術(shù)已經(jīng)將攻克HIV這一事宜提上了日程。2017年5月，坦普爾大學(xué)(Temple University)和匹茲堡大學(xué)(University of Pittsburgh)的研究者們已通過CRISPR系統(tǒng)清除活體動(dòng)物基因組的HIV DNA，進(jìn)而關(guān)閉了病毒復(fù)制的能力。該研究也首次證明了CRISPR技術(shù)可在三種不同的動(dòng)物模型中切斷HIV的復(fù)制和清除該病毒，其中一種動(dòng)物模型是“人源化”老鼠，并發(fā)表了在Molecular Therapy期刊雜志上。

亨廷頓氏舞蹈癥病(Huntington ' s disease)是一種家族顯性遺傳型疾病，是由基因突變或第四對(duì)染色體DNA的CAG三核苷酸重復(fù)序列過度擴(kuò)張，而造成腦部神經(jīng)細(xì)胞持續(xù)退化，可導(dǎo)致患者產(chǎn)生情緒波動(dòng)、不可控的顫搐等癥狀。

而今年6月，CRISPR技術(shù)再次帶來了新的驚喜。科學(xué)家們在Journal of Clinical Investigation期刊上發(fā)表的論文中，發(fā)現(xiàn)在患有亨廷頓舞蹈癥疾病模型的的小鼠中（9個(gè)月），CRISPR系統(tǒng)可對(duì)小鼠腦中產(chǎn)生毒性蛋白質(zhì)聚集體的部分基因進(jìn)行剪切，使得聚集的毒性蛋白在幾周內(nèi)逐漸消失，盡管沒有達(dá)到對(duì)照小鼠的水平，但是疾病小鼠的運(yùn)動(dòng)能力的確有所改善。

因而，研究者們認(rèn)為CRISPR系統(tǒng)有望逆轉(zhuǎn)亨廷頓氏疾病，并為神經(jīng)退行性疾病的研究開辟一條全新道路，并期望能盡早開展人體試驗(yàn)。另外，為了衡量基因編輯的安全問題，研究者也指出在將該方法應(yīng)用于患者前，還需要對(duì)基因編輯的長期影響和安全性進(jìn)行嚴(yán)格的測試。

杜氏肌營養(yǎng)不良癥（DMD基因）是一種X染色體隱性遺傳疾病，主要發(fā)生于男孩，因dystrophin基因的突變可導(dǎo)致漸進(jìn)性肌肉退化和身體虛弱的癥狀。

今年4月份，德州大學(xué)的研究者利用CRISPR - cpf1在實(shí)驗(yàn)室里修復(fù)了人類細(xì)胞和小鼠體內(nèi)導(dǎo)致杜氏肌營養(yǎng)不良癥的突變。CRISPR - cpf1是CRISPR系統(tǒng)中的另一種很有潛力的工具，它與更常用的CRISPR - cas9不同，Cpf1比Cas9酶小很多，這就使之更容易包裝到病毒內(nèi)，因此也更加容易進(jìn)入肌細(xì)胞。另外，相比于Cas9酶，Cpf1也能識(shí)別出不同的DNA序列，這就為基因編輯提供了更大的靈活性。

依據(jù)NIH的數(shù)據(jù)，兒童失明的最常見原因之一是一種名為Leber先天性黑內(nèi)障的疾病，每10萬新生兒中有2至3人患有這種疾病。該遺傳性疾病是由至少14個(gè)負(fù)責(zé)正常視力的基因突變引起的。

馬薩諸塞州劍橋的生物技術(shù)公司Editas（由麻省理工學(xué)院的生物工程學(xué)張鋒教授共同創(chuàng)立）正致力于研發(fā)一種基于CRISPR的治療方法，來逆轉(zhuǎn)一種名為Leber先天性黑內(nèi)障10型的疾病。生物科技新聞網(wǎng)站Xconomy報(bào)道，該公司計(jì)劃在2017年底前向FDA提交必要的文件，以啟動(dòng)第一次針對(duì)該種疾病治療的人體試驗(yàn)。

盡管慢性疼痛并不是遺傳疾病，但科學(xué)家仍在研究通過CRISPR來抑制背部和關(guān)節(jié)疼痛，如改變基因表達(dá)來減少炎癥。正常情況下，機(jī)體炎癥反應(yīng)會(huì)啟動(dòng)免疫系統(tǒng)來修復(fù)組織。但是慢性炎癥卻恰恰相反，會(huì)破壞組織并最終導(dǎo)致疼痛。

2017年3月，由猶他大學(xué)生物工程助理教授 Robby Bowles的研究小組基于CRISPR-Cas表觀基因編輯技術(shù)，抑制炎性細(xì)胞因子受體（特別是TNFR1和IL1R1），即靶向作用于調(diào)節(jié)該受體基因的調(diào)節(jié)元件，抑制這些基因的表達(dá)，改變細(xì)胞對(duì)炎性環(huán)境作出反應(yīng)，如阻止細(xì)胞死亡和抑制這些細(xì)胞釋放慢性疼痛分子，從而阻止慢性疼痛發(fā)生。

這項(xiàng)研究并非利用CRISPR系統(tǒng)來編輯或替換基因，相反，他們調(diào)節(jié)基因表達(dá)開啟和關(guān)閉的方式，從而讓細(xì)胞免受炎癥以及阻止組織分解。

萊姆病（Lyme Disease）是一種由蜱傳播的細(xì)菌引起的疾病，如果患者得不到及時(shí)的治療，感染會(huì)導(dǎo)致關(guān)節(jié)炎、神經(jīng)疼痛、心悸、面部麻痹等問題。盡管該細(xì)菌是由蜱蟲叮咬傳給人類，但是蜱蟲本身并沒有細(xì)菌，只有在進(jìn)食時(shí)從小白鼠身上攜帶細(xì)菌。

因而MIT的進(jìn)化生物學(xué)家Kevin Esvelt想通過CRISPR系統(tǒng)對(duì)小白鼠的基因進(jìn)行修飾，使其及其后代對(duì)該細(xì)菌產(chǎn)生免疫作用，并不能將該細(xì)菌傳給蜱蟲，進(jìn)而來降低這種疾病的感染率。且依據(jù)the Cape God Times報(bào)道，2016年6月，Esvelt向馬薩諸塞州的楠塔基特島和瑪莎葡萄園島（萊姆病發(fā)病率高）的居民提出了他的解決方案。

每年都有成千上萬的人死于瘧疾。依據(jù)WHO統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)，2015年，大約有2.12億人感染瘧疾和大約42.9萬人死于瘧疾。為了解決這個(gè)問題，倫敦帝國學(xué)院的研究小組正致力于減少瘧疾傳播蚊子的數(shù)量。

其中，Austin Burt教授和Andrea Crisanti就將該研究項(xiàng)目分為兩個(gè)部分：對(duì)雄性蚊子的基因進(jìn)行修飾，使其產(chǎn)生更多的雄性后代；對(duì)雌性蚊子的基因進(jìn)行修飾，使其生育能力降低。2015年12月，該研究小組將論文發(fā)表在nature期刊雜志上，并表示已經(jīng)確定了三種減少雌性蚊子繁殖能力的基因，以及能通過CRISPR至少可以靶向其中的一個(gè)基因。

正如CRISPR可用來改變?nèi)祟惡蛣?dòng)物的基因組一樣，它也可以對(duì)植物的基因組進(jìn)行修改。研究者們正在研究如何利用該工具的基因編輯能力來減少某些農(nóng)作物的疾病并使其生長的更加健壯。

據(jù)PhysOrg報(bào)道，英國Sainsbury實(shí)驗(yàn)室的一位教授，他正在研究如何用CRISPR系統(tǒng)去除讓土豆和小麥容易患上疾病的基因。據(jù)Nature雜志報(bào)道，紐約冷泉港實(shí)驗(yàn)室的遺傳學(xué)家Zachary Lippman正在用CRISPR來培育番茄植株，使這些植物的枝干可以用來承受成熟番茄的重量，而不會(huì)斷裂。

而Nature雜志的另一篇文章也寫到，在加州一些實(shí)驗(yàn)室正試圖利用CRISPR系統(tǒng)來處理一種柑橘類植物的植物疾病，而這種疾病是由在柑橘類植物中由昆蟲傳播的細(xì)菌引起的。

基于CRISPR的研究速度增長之快令人震驚，而當(dāng)該技術(shù)涉及人類胚胎時(shí)，相關(guān)的人類研究便引起了政策制定者和利益相關(guān)者的一些擔(dān)憂。2017年2月，美國國家科學(xué)院、工程與醫(yī)學(xué)科學(xué)院的科學(xué)家們發(fā)布了一份人類基因編輯的評(píng)估報(bào)告。報(bào)告中指出人類胚胎編輯只有在某些條件下才是可以被接受的，比如只有在矯正疾病或改善殘疾而非提高一個(gè)人外貌或能力的前提下，改變胚胎、卵子和精子中細(xì)胞的行為，在道德上才是被允許的。

盡管美國科研者還沒有通過CRISPR技術(shù)來編輯人類胚胎，但中國廣州醫(yī)科大學(xué)的劉建橋教授的研究團(tuán)隊(duì)則于2017年3月1日在Molecular Genetics and Genomics期刊雜志上發(fā)表的論文表明，他們首次通過CRISPR對(duì)6個(gè)可移植人類胚胎進(jìn)行基因編輯，并成功修復(fù)了其中三個(gè)胚胎內(nèi)的遺傳變異。這項(xiàng)研究不僅推翻了之前CRISPR技術(shù)不能有效編輯人類胚胎的結(jié)論，更讓人類向“設(shè)計(jì)”出不會(huì)患某些遺傳性疾病的嬰兒邁出重要一步。

參考文獻(xiàn)：

1.https://www./59602-crispr-advances-gene-editing-field.html

2.https://unews./pain-in-the-neck/