任何觀看CRISPR最近60分鐘片段的人都會得出結(jié)論，基因編輯技術(shù)正處于傾倒一連串療法的邊緣。但是最近的一項研究顯示，在部署著名的“分子剪刀”之后，染色體部分會丟失并移動。

CRISPR在2012年發(fā)明，出色地為抗感染提供了細菌防御。“聚集的規(guī)則間隔短回文重復”是簡單的DNA序列，其作為基因組中的著陸條，其中工程化的“指導RNA”將酶遞送至所需基因，修飾或消除它。當酶穿過雙螺旋時，天然的DNA修復隨之而來。Cas9是經(jīng)常使用的酶。

與添加基因的常規(guī)基因療法不同，CRISPR有時會在染色體外的DNA環(huán)中盤旋，而CRISPR會在精確的位置交換或移除基因。但去年12月，美國食品和藥物管理局花了27年的時間才批準第一個治療特定形式遺傳性失明的基因療法Luxturna。因此，不久之后，不得使用CRISPR化學藥品進入CVS或Walgreen的貨架。

這份新的報告，在自然生物技術(shù)，研究人員在惠康Sanger研究所，是不是第一個發(fā)現(xiàn)一個CRISPR毛刺，它當然也不會是最后一次。

在細胞實驗中，Allan Bradley，Michael Kosicki和KärtTomberg超越了CRISPR的預(yù)期著陸點，就像在一本已知錯字之外的部分書籍中搜索錯誤一樣。他們發(fā)現(xiàn)了大量缺失，添加和翻轉(zhuǎn)的文本，有些甚至被拔出并插入不同的章節(jié)，隱喻了不同的染色體地址。雖然“脫靶”效應(yīng)是眾所周知的，并且已經(jīng)修復了CRISPR的小問題 - 更安全的酶，遞送方法和檢測工具 - 早期的研究可能已經(jīng)審查了鼴鼠，同時錯過了山脈。

研究人員沒有使用可能改變DNA修復和染色體的過去研究中的癌細胞，而是將一個經(jīng)過充分研究的基因從小鼠和人類視網(wǎng)膜細胞的干細胞中“永生化”分裂。兩者都是“各種臨床編輯應(yīng)用的代理人”。

就像一架撞向玉米地的飛機一樣，CRISPR-Cas9在細胞內(nèi)著陸，一次性吹走了數(shù)千個DNA堿基，最長的9,500個。損傷從目標反射，引發(fā)染色體混亂，而單堿基突變(SNP)也出現(xiàn)，甚至超出切割位點。通常，不止一件事出了問題。攻擊可以殺死一個細胞或?qū)⑵渌偷桨┌Y通路。

刪除可以暴露隱藏的基因變異，否則將被隱藏;插入和易位改變了遺傳控制，無論它們發(fā)生在何處。將一個基因拋棄到致癌基因旁邊的位點可能會產(chǎn)生第一個突變“命中”，當?shù)诙€突變發(fā)生時，它會在生命后期成為癌癥。“在編輯數(shù)十億細胞的臨床背景下，產(chǎn)生的大量不同突變使得每個方案中的一個或多個編輯細胞可能被賦予重要的致病性病變，”研究人員假設(shè)。

實驗有幾個對照和檢查：不同的遞送方法(電穿孔代替病毒載體);不同的靶基因;小鼠雜交種，具有易于區(qū)分的染色體組，例如將白色和黑色襪子放入干衣機中，然后用拼湊而成;并重復干預(yù)四次。“潛在的刪除結(jié)果的多樣性是巨大的，”研究人員總結(jié)道。

反響?

對編輯過的基因組進行這種不可預(yù)測的挖掘是否會減慢到診所的發(fā)展軌跡，或者至少可以緩解炒作?觀點各不相同。

史蒂夫格雷是北卡羅來納大學和德克薩斯大學西南醫(yī)學中心基因治療的先驅(qū)，他將CRISPR沖刺與基因療法的馬拉松比賽進行了對比。“據(jù)我所知，尚未解決明確而重要的安全問題。該技術(shù)非常令人興奮，但CRISPR可以從基因療法的歷史中了解到在很多基礎(chǔ)生物學過程中移動過快的后果風險尚未完全明白。“

Steve Gray將病毒載體與FedEx卡車進行比較，提供包裹。如果傳統(tǒng)的基因療法將包裹遞送到建筑物，那么基因編輯將把它傳遞到特定桌子中的特定抽屜。

格雷已經(jīng)開創(chuàng)了Batten病，Rett綜合征，Tay-Sachs病，Krabbe綜合征和巨大軸索性神經(jīng)病的基因療法，這是臨床試驗中的最后一項?；蛑委燁I(lǐng)域在1999年的一項臨床試驗中18歲的死亡和兩年后的另一項試驗中的白血病作為副作用后停止，記錄在我的書“永遠的修復：基因治療和男孩誰”中保存它。

開發(fā)CRISPR的公司淡化危險，指出破碎的染色體是自然DNA修復的一部分。解釋Intellia TherapeuticsJennifer Smoter，“Intellia不相信這些發(fā)現(xiàn)會顯著影響基于CRISPR的療法的前進道路。正常細胞中的DNA在持續(xù)的基礎(chǔ)上正在經(jīng)歷破損，修復和其他重排，沒有其他干預(yù).DNA中更大的缺失現(xiàn)象斷裂在本領(lǐng)域是已知的。分裂細胞使用高保真修復，切除雙鏈斷裂側(cè)翼的較長DNA片段，這些觀察到的缺失可能來自這個過程。“任何基因組編輯技術(shù)或自然發(fā)生的斷裂都可以看到這種效應(yīng)”。也就是說，問題在于自然DNA損傷/修復反應(yīng)，而不是工具。

Intellia使用脂質(zhì)納米粒子傳遞系統(tǒng)對一些單基因疾病和癌癥進行臨床前研究。到目前為止，小鼠和猴子的實驗沒有顯示出癌癥的跡象，但該公司的目標是肝細胞，而不是Sanger研究人員使用的快速分裂細胞。Smoter補充說，細胞選擇可能解釋了大的缺失。

Editas Medicine的發(fā)言人Cristi Barnett回應(yīng)說，“無意識的基因組改變的產(chǎn)生，包括作者所描述的那些改變，適用于所有基因組醫(yī)學方法，從基于隨機慢病毒插入的方法，如用于CAR-T治療，基因組切割方法，如鋅指核酸酶，巨型TAL和CRISPR。“

Barnett補充說，該公司的臨床前實驗正在淘汰干預(yù)措施，這些措施會對治療相關(guān)性細胞產(chǎn)生不利影響。“關(guān)于CRISPR的一個好處就是它對它有如此多的興趣，并且有很多人在研究它。但是，我們再次知道并且并不特別關(guān)注這個最新的工作臺研究結(jié)果，因為我們正致力于制作CRISPR基礎(chǔ)藥物。“

對于不分裂的細胞，CRISPR可能更安全嗎?

德克薩斯大學西南醫(yī)學中心分子生物學系教授兼主席埃里克奧爾森認為如此。他的團隊使用CRISPR來校正小鼠和人類心肌細胞中的Duchenne肌營養(yǎng)不良癥突變，這些細胞不會分裂，使用不同的輔助分子(Cpf1)。“這篇(新)論文的結(jié)果不應(yīng)該被過度解讀。這份報告是一個警示性的注釋，但不是阻礙肌肉破壞性進展的障礙。”由于肌肉細胞不分裂，它們不會變成癌細胞或傳遞受損基因。

展望未來

如果有任何方法可以進入臨床，則CRISPR基因編輯具有令人畏懼的變量數(shù)量以進行優(yōu)化。策略可以使用不同的修復機制;送貨路線;細胞類型;靶基因;分子剪刀;并指導RNAs。

與60分鐘劇集中涌現(xiàn)的gee-whiz聲稱相反，ClinicalTrials.gov上的CRISPR利用療法的名單只有17個條目，有些離奇。該清單包括一個關(guān)于無實體內(nèi)臟的實驗;調(diào)查鐮狀細胞病患兒父母的“知識，態(tài)度和信仰”;和遺傳不耐受麻醉的自然史研究，與基因編輯無關(guān)。無論那是什么意思，大多數(shù)都來自中國。但很明顯，炒作遠遠超過現(xiàn)實。

關(guān)于CRISPR基因編輯未來的最后一句話是1990年法國安德森，他領(lǐng)導了第一個基因治療臨床試驗，以治療遺傳性免疫缺陷。

“CRISPR-Cas9的情況類似于許多新的顛覆性技術(shù)。最初由于新的可能性而引起巨大的興奮。然后發(fā)現(xiàn)了有害的副作用，并且興奮得到了大幅縮減。經(jīng)過長時間的努力，技術(shù)的全部價值這正是基因治療中發(fā)生的事情.CRISPR-Cas9是一種非常強大的技術(shù)，將在未來廣泛使用。意想不到的基因組損傷只是一個亟待解決的問題。

我同意。隨著時間和正確的分子工具，CRISPR將找到自己的方式 - 就像基因療法一樣。