俄勒冈CRISPR团队修改人类胚胎基因组 张锋撰稿呼吁谨慎使用基因编辑

过去的几天里,CRISPR领域又带来了一波吸引眼球的新闻。上周,来自俄勒冈的一支团队使用CRISPR基因编辑技术,首次在美国修改了人类胚胎基因组。今日,CRISPR先驱之一张锋教授在《自然》子刊《Nature Medicine》刊文,从人类遗传多样性的角度,呼呼我们在将基因组编辑技术应用到人体时,需要慎之又慎。

CRISPR先驱之一张锋教授呼吁,人类基因组编辑需要谨慎(图片来源:Stat)

先简单介绍一下CRISPR基因编辑技术的原理。这一技术需要两类关键成员,一类是能够剪切DNA的酶(如Cas9和Cpf1),另一类则是负责将这些酶带到特定区域的向导RNA(gRNA)。在这两类成员的作用下,CRISPR系统能有效地对研究人员选定的基因组位点进行高效、精准的剪切,使得基因组编辑的大规模应用成为可能。人们畅想,使用CRISPR基因编辑技术,我们或许很快就能修复患者的基因,使他们健康生活。

但张锋教授今日发表的这篇论文则提醒我们,对人类基因组的编辑不宜过于草率。他指出,人类的遗传信息具有多样性。这不但会影响到靶向特定序列的可靠性,还会影响到对酶的选择。此外,由于人与人之间的遗传信息有着明显差异,每个人也都面临着不同的“脱靶风险”(即在意料外的基因组区域进行编辑)。

常见致病基因的分析表明,潜在脱靶位点并不罕见(图片来源:《Nature Medicine》)

作为佐证,张锋教授找到了12个与人类疾病直接相关的基因,并寻找这些基因中潜在的脱靶位点。统计显示,这样的潜在脱靶位点并不罕见。

为此,张锋教授提出了两个潜在的解决方案。首先,他建议在对患者进行治疗前,先进行全基因组测序,了解到对于特定患者而言,CRISPR基因编辑技术的安全性和有效性。其次,他也建议在选择编辑的位点时,尽量使用脱靶风险最低的序列,确保在人群中的安全性。

一些研究人员相信,这篇论文直面回答了目前对于CRISPR基因编辑技术脱靶效应的担忧。最近,美国FDA的一个顾问委员会在评估诺华的重磅CAR-T疗法时,就特地提到了基因编辑是否会造成额外的突变,诱发全新的癌症。尽管这一疗法得到了委员会的一致支持,人们对于基因编辑技术的人体应用却远未彻底放下心来。

Andy May博士表示,这并不意味着我们需要对所有人的基因组都进行测序,才能开发CRISPR疗法(图片来源:CrunchBase)

Andy May博士是Chan Zuckerberg生物中心(由扎克伯格夫妇创立)负责基因组工程的高级主任,他认为张锋教授的这篇论文是一个很好的讨论。不过他也指出,这并不意味着“所有人的基因组都被测序过后,我们才能推进CRISPR疗法的开发”。没有什么疗法是零风险的,关键是我们是否能将风险牢牢掌控。

张锋教授也持有同样的观点。他在论文中提出,这项关于人类遗传多样性的分析提供了很好的工具与资源,让人们了解应该如何提高疗效与安全性。最终,这些发现应当推动基因疗法更快地进入临床。

参考资料:

[1] Implications of human genetic variation in CRISPR-based therapeutic genome editing

[2] CRISPR Pioneer Zhang Preaches Extra Caution In Human Gene Editing