随着锌指核酸酶（zinc finger nuclease, ZFN）、类转录激活因子效应核酸酶（transcription activator-like effector nuclease, TALEN）、成簇的规律间隔的短回文重复序列（Clustered regularly interspaced short palindromic repeats，CRISPR）和单碱基编辑（base editor）等技术的相继出现， 人类开启了基因编辑的“潘多拉魔盒”。
图丨基因编辑技术的发展和应用（来源：论文）
早在 20 世纪末，人们就开始了对基因编辑技术的探索，但直到 2013 年 CRISPR/Cas9 技术成功用于哺乳动物细胞，才极大地推动了基因编辑技术的发展热潮。细胞疗法和基因疗法也被认为是未来十年内，生命科学领域的热点方向。
“热点论”并非空穴来风，资本的 “狂热” 和企业的快速入局是信号释放的开端，但发展之余，关于 CRISPR/Cas9 的潜在问题也在慢慢浮出水面。
CRISPR/Cas9 的“黄金之风”，已经吹了五年
自从 20 世纪 50 年代发现 DNA 的结构以来，人类已经成功学会如何 “阅读” 遗传密码，但是随着 CRISPR/Cas9 的发现，人们才学会如何 “书写” 它。自从在 2013 年被发现以来，CRISPR 已经有了许多新的应用，越来越多的公司使用这种独特而强大的工具来解决复杂的问题。CRISPR 精确编辑遗传密码的能力十分强大，且用途广泛，外界普遍的认为，CRISPR/Cas9 未来将有望彻底改变医疗保健、农业和清洁能源行业的发展格局。
近五年，随着基因编辑技术的逐渐成熟，CRISPR/Cas9 的应用场景更加多元，而海外企业关于 CRISPR/Cas9 基因编辑技术的布局大幕也就此拉开。
CRISPR 基因编辑技术的主要研发人员之一，被誉为 “CRISPR 之母” 的 Jennifer Doudna 在 2017 年主导创立了 Mammoth Biosciences 公司，利用 CRISPR 独特的能力来准确发现并结合特定的 DNA 序列。该公司创建了第一个 CRISPR 介导的人类疾病检测平台，可实现即时、经济地对与疾病相关的 RNA / DNA 序列进行多重检测。
而另一位 CRISPR/Cas9 的奠基人之一、麻省理工学院教授张锋也和同事联合创立了生物技术公司 Beam Therapeutics，旨在通过靶向特定碱基来提高 CRISPR 的精确度。
不止于此，国内外企业对 CRISPR/Cas9 的挖掘仍在逐渐深入。
（来源：生辉根据公开资料的不完全整理）
生辉根据公开资料，不完全统计、总结并归纳了以 CRISP/Cas9 技术为主营方向的企业。从上表不难看出，在 2015-2020 年这 5 年间，CRISPR/Cas9 技术的发展速度迅猛，企业入局热情不减。在遗传病治疗、疾病监测、癌症药物开发、个性化用药指导、能源、农业及食品等方向均有涉猎，可见 CRISPR/Cas9 应用范围并不囿于单一领域，而是呈现出包罗万象的态势。
安全隐患？要辩证地看
然而，“甘瓜苦蒂，天下物无全美”，CRISPR/Cas9 工具也“绝非完美”。自诞生以来，有关 CRISPR/Cas9 脱靶性的讨论始终没有停止，随着研究的逐步深入，更多安全隐患问题也在众多论文研究中被披露。
（来源：生辉根据公开资料的不完全整理，点击原图查看详情）
根据整理，生辉发现学术研究中，围绕 CRISPR/Cas9 工具安全隐患的研究主要有 5 个方向，1）引发 DNA 损伤；2）引发富集性突变；3）有潜在致癌性；4）破环染色体稳定性；5）人体对 Cas9 蛋白存在免疫反应等。
万能魔剪不再“万能”？对此，业内人士对生辉表示，“我认为这几个问题都比较重要，但是 CRISPR/Cas9 技术本身有很多不同的形式，不同的形式产生的问题不同，问题的严重程度也不同。”
以碱基编辑工具为例，他认为，碱基编辑工具中，Cas9 蛋白需要额外链接活性酶，多是从细菌等微生物以及人体中提取且经过工程化改造后的蛋白，其引发的人体免疫反应和未知性更大，风险也会稍高。“哪怕 Cas9 蛋白自身存在的问题已经解决，但作为剪辑工具的组成部分，与之相联的活性蛋白工具所产生脱靶效应、免疫反应以及毒性等都会给碱基编辑工具使用带来一定的风险。”
对此，他补充说明，不同的工具有各自的特点，现阶段，在基因编辑工具种类较多的前提下，工具的使用要向个性化医疗一样，需要对工具进行评估，平衡功能价值和安问题。“对工具本身而言，要做好评估。”
其次，他对生辉表示，不同疾病的治疗方式会产生特异化的风险，风险程度也存在差异。以细胞疗法为例，基因编辑工具在细胞疗法的应用过程中，操作多在体外完成，期间也存在不确定性，需要对操作过程进行质控和筛选。
而针对体内基因治疗，工具被递送到体内的过程需要借助病毒载体或非病毒载体来完成，期间产生的安全性问题又和细胞疗法不同。现阶段，细胞治疗主要针对癌症，而体内基因治疗主要遗传疾病，适应症不同，产生的风险也随之变化。“对于癌症患者来讲，不管是病人还是家属都更愿意去容忍或承担一定的风险，但对于患有遗传疾病的孩子而言，Cas9 蛋白如果存在潜在的致癌风险，就会对 CRISPR/Cas9 工具应用带来不小的挑战。”
综合工具、治疗方式和疾病这三种差异化因素，该专业人士对生辉表示，现在更需要像个性化医疗一样去讨论基因编辑工具带来的影响，辩证地综合各自的突出优势和潜在隐患。“不能单一的去论证'好’或者'不好’。”
关于基因编辑工具的不同所带来的染色体损伤，该人士认为，传统的基因编辑工具和单碱基编辑工具（Base editor）都会带来一定的 DNA 损伤，相对而言，单碱基编辑工具的损伤相对较少。
除了上述安全性的问题，他还对生辉表示，CRISPR/Cas9 仍有需要解决的局限和挑战：递送和免疫反应。
他认为，目前在论文研究中，通过对递送工具进行改造确实能获得不错的效果，但是真正将基因编辑工具面向临床，递送的效率可能会大打折扣，目前仍处在不断优化的阶段。同时，针对工具引发免疫反应的研究目前还比较少，因为必须通过临床实验和数据才能对免疫反应展开系统地研究。
“这也是为什么现在基因治疗公司都在推进 I 期临床试验，因为只有进入临床，才能去用事实说话。”
-End-
联系客服
