每經(jīng)編輯 畢陸名

據(jù)科技日報14日報道，一名罹患白血病的13歲女童艾莉莎成為全球首例接受一種新型CRISPR療法的人。據(jù)英國《新科學(xué)家》網(wǎng)站11日報道，英國倫敦大學(xué)學(xué)院大奧蒙德街兒童醫(yī)院發(fā)布聲明稱，這名女孩之前對其他療法已無反應(yīng)，但在今年5月接受了堿基編輯技術(shù)治療后，現(xiàn)在身上已經(jīng)檢測不到癌細(xì)胞。不過醫(yī)生們也表示，她未來是否不再出現(xiàn)相關(guān)癥狀尚有待觀察。

改良版CRISPR技術(shù)：不切割DNA，改變DNA中的堿基

在治療過程中，艾莉莎從捐贈者那里接受了一劑經(jīng)過基因編輯的免疫細(xì)胞，旨在攻擊其體內(nèi)的癌細(xì)胞。28天后，測試顯示她病情有所緩解。主治醫(yī)生之一羅伯特·基耶薩在聲明中表示：“盡管這只是初步結(jié)果，但治療效果非常顯著，未來幾個月我們將進(jìn)行監(jiān)測和確認(rèn)。”

白血病由骨髓中的免疫細(xì)胞失控增殖引起，治療時，醫(yī)生們通常用化療殺死所有骨髓細(xì)胞，然后移植替代骨髓。如果這一方法失敗，醫(yī)生可嘗試嵌合抗原受體T細(xì)胞免疫療法（CAR-T）。

今年5月，艾莉莎接受新型療法當(dāng)天拍攝的照片。圖片來源：倫敦大奧蒙德街兒童醫(yī)院

CAR-T涉及向T細(xì)胞中添加一種基因，使其尋找并摧毀癌細(xì)胞，經(jīng)過修飾的細(xì)胞被稱為CAR-T細(xì)胞。但這種個性化療法非常昂貴，且當(dāng)患者病情嚴(yán)重時，通常不可能獲得足夠的T細(xì)胞來產(chǎn)生CAR-T細(xì)胞。

但艾莉莎的白血病由T細(xì)胞引起，傳統(tǒng)CAR-T療法無效。鑒于此，卡西姆團(tuán)隊對CAR-T細(xì)胞進(jìn)行了額外的編輯，敲除了將其識別為T細(xì)胞的受體基因，但創(chuàng)建這些CAR-T細(xì)胞需要同時進(jìn)行4次基因編輯，這可能導(dǎo)致細(xì)胞出現(xiàn)癌變。為此，團(tuán)隊使用改良版CRISPR技術(shù)——堿基編輯來修飾蛋白，這一方法不切割DNA，而是改變DNA中的堿基。

研究人員表示：“堿基編輯技術(shù)極有潛力，也有望治療遺傳疾病，不少團(tuán)隊正開發(fā)類似方法治療其他疾病，如新西蘭Verve醫(yī)藥公司希望借此治療導(dǎo)致膽固醇水平過高的遺傳性疾病。”

什么是CRISPR/Cas9基因編輯技術(shù)？

2020年，法國科學(xué)家?，敿~埃爾·沙爾龐捷和美國科學(xué)家珍妮弗·杜德納因為“研發(fā)了一種基因編輯方法”，重寫了“生命密碼”，而獲得了2020年諾貝爾化學(xué)獎。

這種技術(shù)工具名為CRISPR/Cas9。但它到底是什么？有何潛力？是誰為它奠定了基礎(chǔ)？就像文本編輯工具一樣，CRISPR/Cas9能夠通過“剪切和粘貼”脫氧核糖核酸(DNA)序列的機(jī)制來編輯基因組。這套系統(tǒng)源自細(xì)菌的防御機(jī)制，是一種對任何生物基因組均有效的基因編輯工具。

這套系統(tǒng)在哪里？

CRISPR/Cas9系統(tǒng)是原核生物(細(xì)菌和古細(xì)菌等)擁有的一種防御機(jī)制。這些單細(xì)胞生物沒有明確的細(xì)胞核，其遺傳物質(zhì)分散在細(xì)胞內(nèi)。

這種防御機(jī)制使這些生物能夠以一種延續(xù)不斷且非常有效的方式防御病毒侵襲。相比之下，為了獲得針對病毒的免疫力，人類需要一代又一代地接種疫苗，因為我們無法遺傳這種免疫力。

西班牙研究人員弗朗西斯·莫希卡發(fā)現(xiàn)，對病毒產(chǎn)生免疫力的細(xì)菌能通過基因?qū)⑦@種免疫力傳給它們的子細(xì)胞。因此，這是一種代代相傳的適應(yīng)性免疫系統(tǒng)。

CRISPR/Cas9將對未來的醫(yī)學(xué)產(chǎn)生什么影響？

這是生物學(xué)和醫(yī)學(xué)領(lǐng)域最重要的革命之一。對于已知的CRISPR技術(shù)應(yīng)用來說，CRISPR/Cas9將在此基礎(chǔ)上增加治療許多疾病的可能性。

該工具將繼續(xù)進(jìn)行開發(fā)和改進(jìn)，以獲得更大的安全性和有效性，直到成為對受某些疾病影響的數(shù)以百萬計患者有用的治療方法。

圖片來源：攝圖網(wǎng)-501514500

基因編輯已進(jìn)入心血管治療領(lǐng)域

一直以來，精準(zhǔn)、高效地對基因組進(jìn)行修飾是生命科學(xué)領(lǐng)域研究的重要目標(biāo)，CRISPR/Cas9技術(shù)成為實現(xiàn)該目標(biāo)的最強(qiáng)工具，這一技術(shù)獲得了2020年諾貝爾化學(xué)獎。

資料顯示，傳統(tǒng)的CRISPR/Cas9技術(shù)通過在靶點(diǎn)處產(chǎn)生DNA雙鏈斷裂(DSB)，從而誘發(fā)細(xì)胞內(nèi)的同源重組和非同源末端連接修復(fù)途徑，進(jìn)而實現(xiàn)對基因組DNA的定點(diǎn)敲除、替換、插入等修飾。不過，DSB引發(fā)的DNA修復(fù)很難實現(xiàn)高效穩(wěn)定的單堿基突變。

單堿基替換的技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。2016年，哈佛大學(xué)著名的David Liu實驗室利用Cas9融合蛋白開發(fā)出單堿基編輯器，能夠大大提高堿基編輯的效率。有人評價說，如果說CRISPR是基因編輯的皇冠，那么堿基編輯器就是皇冠上的明珠。

據(jù)《自然》雜志，堿基編輯器將CRISPR/Cas9的精確性與脫氨酶相結(jié)合從而修改基因組。相比之下，堿基編輯器具有更復(fù)雜并且可能更安全的能力。CRISPR/Cas9的致命弱點(diǎn)在于，雙鏈斷裂損傷（DSB）可能會引起基因毒性。

美東時間7月12日，美國生物技術(shù)公司Verve Therapeutics宣布，在一項針對家族性高膽固醇血癥（一種遺傳性心血管疾病）的臨床試驗中，第一位患者已經(jīng)注射了該公司開創(chuàng)的單療程基因編輯藥物VERVE-101。目前，該試驗處于初始階段，預(yù)計結(jié)果將于2023年發(fā)布。

部分科學(xué)家認(rèn)為，如果這個方法有效而且安全，這可能就是徹底治愈某些心血管疾病的答案。

來源：科技日報、每日經(jīng)濟(jì)新聞（記者：文巧）、新華社

封面圖片來源：倫敦大奧蒙德街兒童醫(yī)院