CRISPR/Cas9這項(xiàng)新技術(shù)使人們能更精準(zhǔn)地對DNA代碼進(jìn)行控制，引發(fā)了遺傳學(xué)和細(xì)胞生物學(xué)領(lǐng)域的革新，科學(xué)家們對它寄予厚望，希望借助它的力量，治療包括癌癥在內(nèi)的疾病并進(jìn)一步解開人類細(xì)胞身上籠罩的謎團(tuán)。

　　CRISPR/Cas9這項(xiàng)新技術(shù)使人們能更精準(zhǔn)地對DNA代碼進(jìn)行控制，引發(fā)了遺傳學(xué)和細(xì)胞生物學(xué)領(lǐng)域的革新，科學(xué)家們對它寄予厚望，希望借助它的力量，治療包括癌癥在內(nèi)的疾病并進(jìn)一步解開人類細(xì)胞身上籠罩的謎團(tuán)。

　　但這一基因編輯技術(shù)也引發(fā)了科學(xué)家們的憂慮。據(jù)美國趣味科學(xué)網(wǎng)站報(bào)道，有科學(xué)家擔(dān)心，這一新工具是否會導(dǎo)致父母預(yù)定“設(shè)計(jì)嬰兒”？在病人身上使用是否會導(dǎo)致無法預(yù)知的危險(xiǎn)后果？鑒于這項(xiàng)技術(shù)可能會被濫用或錯(cuò)用，因此，有資深科學(xué)家撰文呼吁暫停某些與這項(xiàng)技術(shù)有關(guān)的新研究，直到制定出相應(yīng)的倫理指導(dǎo)方針。

　　盡管大多數(shù)人類疾病都由（至少部分由）我們DNA內(nèi)的變異造成，但目前的治療方法針對的是這些變異的癥狀而非遺傳根源。例如，囊腫性纖維化會導(dǎo)致肺部充滿過量的黏液，造成這一疾病的“罪魁禍?zhǔn)住本褪菃蝹€(gè)DNA變異。

　　然而，目前治療囊腫性纖維化的方法強(qiáng)調(diào)的是緩解甚至消除癥狀，主要做法是盡量減少肺部黏液并對抗感染，而非糾正這個(gè)變異本身。這是因?yàn)閷碛?0億個(gè)堿基對的人體DNA進(jìn)行修改并非易事。而且首個(gè)基因治療藥物“Glybera”也不涉及修改病人的DNA，該藥物由荷蘭生物科技公司UniQure研發(fā)制造，主要用于治療脂蛋白酯酶缺乏遺傳?。↙PLD）患者，目前，該藥物在歐洲僅限于治療罹患消化障礙的病人。

　　所謂基因編輯技術(shù)，是指對DNA核苷酸序列進(jìn)行刪除和插入等操作，換句話說，基因編輯技術(shù)使人們可以按自己的意愿改寫DNA這本由脫氧核苷酸寫成的生命之書。然而長期以來，科學(xué)家們只能通過物理和化學(xué)誘變、同源重組等方式來對DNA進(jìn)行編輯。但這些方法要么編輯位置隨機(jī)，要么需要花費(fèi)大量人力物力進(jìn)行操作。因此，能夠方便而精確地對DNA序列進(jìn)行編輯，一直是科研工作者的夢想。

　　2012年，一種名為“CRISPR/Cas9”的DNA剪切技術(shù)橫空出世，讓科學(xué)家們看到了希望。CRISPR被稱作“規(guī)律間隔成簇短回文重復(fù)序列”，是在一些細(xì)菌基因組內(nèi)存在的一系列成簇排列的DNA序列，是源于細(xì)菌及古細(xì)菌中的一種后天免疫系統(tǒng)?？茖W(xué)家們發(fā)現(xiàn)，這些重復(fù)序列和很多能夠侵入細(xì)菌的噬菌體的DNA序列相同。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，這些序列在被轉(zhuǎn)錄成為RNA后，能夠和細(xì)菌產(chǎn)生的一類稱為CRISPR關(guān)聯(lián)蛋白（Cas9）的蛋白質(zhì)形成復(fù)合體，對Cas9蛋白起到導(dǎo)向作用，因此這段RNA也被稱為導(dǎo)向RNA（gRNA）。當(dāng)復(fù)合體檢測到入侵的DNA和gRNA序列一致時(shí)，Cas9蛋白就能夠切割入侵的DNA，達(dá)到防御的目的。

　　與以前效率低下的DNA編輯方法相比，新出現(xiàn)的基因組編輯工具CRISPR/Cas9提供了一條捷徑。它就像一個(gè)DNA剪刀手，剪開特定RNA序列指向的地方，從而開啟細(xì)胞DNA的修復(fù)過程要么使某個(gè)導(dǎo)致腫瘤瘋長的基因“繳械投降”，要么對受損基因（比如導(dǎo)致囊腫性纖維化的變異）進(jìn)行修復(fù)。

　　雖然很多CRISPR/Cas9系統(tǒng)需要多種蛋白的參與，但在很多細(xì)菌的細(xì)胞內(nèi)，只需要一種內(nèi)切酶Cas9就夠了。Cas9內(nèi)切酶在向?qū)NA的指引下能夠?qū)Ω鞣N入侵的外源DNA分子進(jìn)行定點(diǎn)切割，由于Cas9系統(tǒng)優(yōu)異的指向性和特定性，其一問世就獲得了科學(xué)家們的青睞。

　　這一技術(shù)發(fā)展迅速。2014年，研究人員發(fā)現(xiàn)了利用CRISPR/Cas9治愈小鼠中一種罕見肝臟疾病的方法。2015年3月10日，在《自然通訊》雜志上的一篇研究論文中，美國薩克生物研究所的科學(xué)家們也發(fā)現(xiàn)，可以通過這種方法切除人類免疫細(xì)胞中HIV病毒插入的基因，阻止HIV進(jìn)入血液干細(xì)胞，向研發(fā)出藥物邁進(jìn)了一步。

　　另外，美國斯坦福大學(xué)的科學(xué)家們則利用這一技術(shù)構(gòu)建出了可在自然短壽的非洲青鳉魚中研究衰老的平臺。研究人員希望這些魚能成為了解、預(yù)防及治療老年疾病的一種有價(jià)值的新模型，研究發(fā)表在2月12日的《細(xì)胞》雜志上。

　　目前該技術(shù)已經(jīng)成功應(yīng)用于人類細(xì)胞、斑馬魚、小鼠以及細(xì)菌的基因組精確修飾。

　　隨著這項(xiàng)技術(shù)不斷取得進(jìn)步，對胚胎內(nèi)的基因進(jìn)行修改面臨的障礙也在慢慢消失，為所謂擁有特定相貌或智力的“設(shè)計(jì)嬰兒”打開了大門。

　　倫理學(xué)家們擔(dān)心，讓父母能夠選擇胎兒的特征可能會帶來很不好的后果。而且，由于我們對疾病和基因之間關(guān)系的理解還存在諸多不足，即便我們能進(jìn)行毫無瑕疵的基因手術(shù)，也不知道DNA的特定變化在一個(gè)活人身上會如何表現(xiàn)出來。最后，對諸如胚胎等生殖細(xì)胞進(jìn)行編輯可能會永久性地將已經(jīng)改變的DNA引入基因庫中，遺傳給后代。

　　CRISPR/Cas9系統(tǒng)自身也存在一些缺陷，比如進(jìn)入細(xì)胞后，有可能在非目標(biāo)位點(diǎn)進(jìn)行酶切，從而導(dǎo)致脫靶，如此可能會引發(fā)癌癥而非治愈癌癥，這對于臨床應(yīng)用來說也是一大敗筆。

　　俗話說，人紅是非多，技術(shù)也沒能逃過這個(gè)命運(yùn)。在一項(xiàng)項(xiàng)激動人心的研究結(jié)果出來的同時(shí)，關(guān)于是否應(yīng)該對人類胚胎進(jìn)行編輯的爭議也不斷升級。一些人認(rèn)為，對胚胎進(jìn)行基因編輯前景光明，因?yàn)樗梢栽趮雰撼錾跋茐男缘倪z傳疾?。涣硪恍┤藙t認(rèn)為，這樣的研究跨過了道德底線：今年初，科學(xué)家在《自然》雜志上發(fā)表評論文章，呼吁停止使用基因組編輯工具對人類生殖細(xì)胞進(jìn)行改造。他們認(rèn)為，利用現(xiàn)有技術(shù)對人類胚胎進(jìn)行基因組編輯，由于對生殖細(xì)胞的改造是可以遺傳的，因此可能會對后代產(chǎn)生無法預(yù)測的后果，而這些技術(shù)的濫用可能引起公憤，繼而波及這些工具在醫(yī)療領(lǐng)域的使用。

　　無獨(dú)有偶。今年3月份，因擔(dān)心可能產(chǎn)生的不良后果，包括諾貝爾獎得主戴維？巴爾的摩、著名遺傳學(xué)家喬治？徹奇、CRISPR技術(shù)的共同開發(fā)者詹妮弗？當(dāng)娜在內(nèi)的科學(xué)家以及法律、倫理和醫(yī)學(xué)方面的專家，在《科學(xué)》雜志上發(fā)表評論文章，強(qiáng)烈反對利用CRISPR基因組編輯技術(shù)對人類生殖細(xì)胞進(jìn)行修飾。他們指出，CRISPR/Cas9基因組編輯技術(shù)的簡單高效突然讓精確的人類生殖細(xì)胞編輯成為可能。他們還提議舉行一次國際會議，討論使用這一快速發(fā)展的技術(shù)的社會、法律和倫理問題。

　　不過，他們也承認(rèn)，CRISPR/Cas9技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)與回報(bào)之間的權(quán)衡將傾向于有利人體健康。他們寫道：“討論的關(guān)鍵在于基因組的改造是否能治療或治愈嚴(yán)重疾病，如果可以，是在什么情況下?！?/p>

　　為了管理風(fēng)險(xiǎn)，他們還提議采用標(biāo)準(zhǔn)化的基準(zhǔn)測試來確定脫靶效應(yīng)的頻率和嚴(yán)重程度，并開展適當(dāng)?shù)娘L(fēng)險(xiǎn)評估；他們呼吁全球各方代表，包括遺傳學(xué)、法律和生物倫理學(xué)的專家、政府機(jī)構(gòu)、私人團(tuán)體以及公眾，來討論基因組改造的問題并制定政策。

　　盡管因?yàn)閭惱碓蛞竽骋谎芯繒和５那闆r很罕見，但也并非孤例，此前的重組DNA技術(shù)也遭遇了同樣的命運(yùn)。在1975年的阿希洛馬會議（Asilomar Conference）上，分子生物學(xué)家們就重組DNA技術(shù)的道德底線問題進(jìn)行了討論，最終在安全標(biāo)準(zhǔn)上取得了共識，簽名保證不讓人工基因改造的生物對公眾造成威脅?！犊茖W(xué)》論文的幾名作者也曾經(jīng)參與過阿希洛馬會議。

　　阿希洛馬會議現(xiàn)在仍然被廣泛認(rèn)為是一個(gè)適當(dāng)且負(fù)責(zé)任的措施，它既強(qiáng)調(diào)了技術(shù)的安全性和符合倫理，也沒有阻礙技術(shù)進(jìn)步的步伐。結(jié)果證明，DNA重組技術(shù)并沒有最初所擔(dān)心的那樣危險(xiǎn)。而現(xiàn)有證據(jù)表明，在Cas9的問題上，我們可能沒有那么幸運(yùn)。阿希洛馬會議另一個(gè)重要的遺產(chǎn)是，促進(jìn)了專家和公眾的公開討論。CRISPR/Cas9技術(shù)或許可以借鑒這一點(diǎn)。

　　盡管這些人呼吁在嚴(yán)苛的倫理準(zhǔn)則制定之前，應(yīng)暫停某些CRISPR/Cas9方面的研究。但一個(gè)月之后，一個(gè)中國研究團(tuán)隊(duì)的再次將這項(xiàng)技術(shù)推到了風(fēng)口浪尖。

　　今年4月份，中山大學(xué)副教授、基因功能研究員黃軍就領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)在《蛋白質(zhì)與細(xì)胞》雜志上發(fā)表論文稱，他們利用CRISPR/Cas9技術(shù)，對不能存活的人類胚胎進(jìn)行了編輯，試圖修改人類胚胎中可能導(dǎo)致型地中海貧血（-thalassemia）的基因。

　　結(jié)果表明，科學(xué)家們的擔(dān)憂并非空穴來風(fēng)。在實(shí)驗(yàn)中，這一方法基本上干掉了五分之一的胚胎，在存活的細(xì)胞中也只有一半的DNA發(fā)生了變化，而且，即使這些DNA已被修改的細(xì)胞也只有一小部分的疾病變異被修復(fù)。黃軍就團(tuán)隊(duì)表示，實(shí)驗(yàn)結(jié)果說明從基因編輯到基因治療技術(shù)，中間有明顯的障礙，在達(dá)成任何臨床應(yīng)用之前，仍有很多問題要研究清楚。

　　前國際干細(xì)胞研究學(xué)會主席、哈佛大學(xué)生物學(xué)家喬治？戴利也是《科學(xué)》論文中的一員。他表示，這是世界上首例運(yùn)用CRISPR/Cas9技術(shù)修改人類胚胎基因的嘗試，是個(gè)里程碑，也是個(gè)警告，這一研究結(jié)果給那些認(rèn)為基因編輯能完全消除疾病基因的人提出了嚴(yán)厲的警告。

　　現(xiàn)在，圍繞著Cas9的狂熱和喧囂都太多，很容易讓人忘記，這項(xiàng)技術(shù)出現(xiàn)還不到3年時(shí)間。

　　歡迎您推薦或發(fā)布各類關(guān)于實(shí)驗(yàn)動物行業(yè)資訊、研究進(jìn)展、前沿技術(shù)、學(xué)術(shù)熱點(diǎn)、產(chǎn)品宣傳與產(chǎn)業(yè)資源推廣、產(chǎn)業(yè)分析內(nèi)容以及相關(guān)評論、專題、采訪、約稿等。Kaiyun官網(wǎng)登錄入口 開云網(wǎng)站