Nature热评：CRISPR疗效受免疫反应“威胁”！

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编者按

图片来源：Nature

CRISPR基因编辑技术自2013年以来就一直是研究热点，在疾病治疗上被寄予厚望。现在，这一发表在bioRxiv（尚未进行同行评议）上的最新研究却揭示，人体自身的免疫系统会影响基于CRISPR的基因疗法的效果。这一风险可能会导致治疗失败，甚至于引发其他副作用。

Nature期刊对这一最新研究发表评论

1何为CRISPR/Cas9？

CRISPR/Cas9天然存在于大多数细菌和古细菌中，是一种天然免疫系统，用于抵抗入侵的病毒及外源DNA。该系统的关键在于Cas酶在引导RNA（gRNA）的指引下负责切割特定的DNA序列。

近两年，科学家们利用该技术实现了基因删除、插入、激活、大片段以及染色体敲除等可能，得益于这些操作，CRISPR技术在纠正致病突变、寻找癌症免疫疗法的必需基因、解决器官异种移植关键难题等领域创造了多个突破和成果。

2最新研究：Cas酶引发免疫反应

但是，斯坦福大学的儿科血液学专家Matthew Porteus、Kenneth Weinberg带领团队发现：外源的Cas9蛋白会引发持久的免疫反应。他们分析了22名婴儿、12名健康成年人血液样本，以检测免疫系统对两种最常用Cas9酶的反应。

结果显示，79%的研究对象机体内存在对抗SaCas9酶（来源于Staphlococcus aureus细菌）的抗体，另外，65%的参与者体内表达有针对SpCas9酶（来源于Streptococcus pyogenes细菌）的抗体。

在类似的研究中，13名成年人中46%会产生攻击SaCas9酶的T细胞。虽然在其他类型的Cas9酶试验中并没有发现类似的免疫反应，但是研究人员表示，这或许与有限的检测标准有关联。

这意味着，机体内特定的抗体会与血液中的Cas9酶结合，阻止其发挥编辑作用。靶向Cas9酶的T细胞会摧毁表达该蛋白的细胞，从而消灭被“纠正”的细胞，降低疗效的同时可能会引发更严重的免疫反应。

3CRISPR治疗疾病？没有那么简单

虽然CRISPR潜力很大，但是却面临很多未知。去年8月，张峰团队在Nature期刊发文表示，个体基因组的差异可能会阻碍Cas9酶作用于正确的基因目标，从而削弱CRISPR技术精准编辑人类基因组的能力。遗传变异会让CRISPR 系统无法编辑目标DNA，甚至于编辑错误的位点。

除了基因组不同之外，免疫系统也同样存在个体差异。但是，科研界对CRISPR背后的免疫排斥风险关注度相对较小。

在基因疗法领域，不少患者在接受治疗之前需要提前筛查免疫系统对病毒载体的反应。因此，美国一家致力于基因编辑研发的Intellia Therapeutics公司正在以啮齿类、灵长类动物为模型，评估免疫系统对CRISPR疗法的影响。

4并不是“泼冷水”

2016年，Matthew Porteus带领团队完成了CRISPR基因编辑技术治疗镰刀形细胞贫血症的尝试——他们从患者体内采集干细胞，利用CRISPR纠正造成镰状细胞贫血病的基因突变，再将这些重新恢复正常（生成正常红细胞）的干细胞回输至小鼠体内。因为CRISPR编辑工作发生在体外，所以，这一治疗策略似乎不太可能受到免疫系统的干扰。

现在，Matthew Porteus希望这一最新研究能够让大家重视免疫排斥问题。他认为，规避这一风险有潜在的解决方案——开发一个不会感染人类Cas9系统；改造Cas9酶，使其免于免疫系统的攻击。

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参考资料：1）How the immune system could stymie some CRISPR gene therapies