基因编辑婴儿很激进吗？看看国际基因编辑技术走到哪一步了！

自从CRISPR-Cas9基因编辑技术问世以来，它就激发了人们对其或夸张或谨慎的预测：

我们也许很快就能让远古时代的野兽复活

或者创造出经过设计的婴儿

显然，基因编辑技术已经在遗传学研究领域掀起了一场革命，它使得科学家能够在实验室中轻松操纵模式生物。

许多科学家将该系统视作修复遗传疾病问题的一种方法。

基于CRISPR技术的治疗方法研发前沿的科学家和企业已经从相对温和的目标入手，瞄准了罕见的单基因疾病，主要目标是移植经过修饰的细胞，而不是在体内设置一个基因编辑递送系统。

CRISPR体外疗法

癌症研究：临床1期~2期

2017年，随着诺华公司Kymriah疗法获批，美国食品药品管理局（FDA）首次批准了一种包含转基因细胞的治疗方法——这是一种癌症免疫疗法。

体外疗法：将患者自身的T细胞从血液中提取出来，然后用一种插入了嵌合抗原受体（CAR）基因的病毒进行处理。生成的CAR-T细胞随后被扩增并重新输回体内。

体外疗法进入临床1期。宾夕法尼亚大学肿瘤学家爱德华·斯塔德特摩尔（Edward Stadtmauer）启动了1期临床试验来测试一种疗法。

将癌症患者血液中的T细胞过滤出来，使用CRISPR技术敲除细胞现有的3个T细胞受体（TCRα,TCRβ,PD-1）。

用慢病毒为载体，向T细胞中插入NY-ESO-1（一种出现于某些癌症细胞表面的蛋白）的受体。

经过修饰的T细胞被扩增。过几周，在患者接受了简短的化疗后，研究人员会将这些细胞回输至患者体内。

该研究正在招募临床试验患者。

用于自体CAR-T疗法的患者细胞被多次暴露于抗原和炎症信号中。其结果就是，这些细胞经常被折腾得体无完肤，筋疲力尽。当遇到抗原时，这些细胞往往无法扩增。

总部位于瑞士的CRISPR疗法公司也正在筹备基于CRISPR的癌症免疫疗法。与宾夕法尼亚大学采用的方法不同的是，该公司计划使用来自健康捐赠者的细胞，并移除其主要组织相容性复合体1。

该公司研究人员希望，这种做法能够使该疗法在不触发免疫反应的情况下，应用于多名患者。

血液疾病—临床前期~临床1/2期

除了癌症，CRISPR疗法公司旨在利用体外CRISPR编辑治疗β-地中海贫血和镰状细胞性贫血等血液疾病。

该公司从患者的血液中提取造血干细胞，并对其进行编辑，使其能够生成胎儿血红蛋白，以此作为变通方案，来解决这两种疾病中存在的成人血红蛋白有缺陷的问题。

公司已向欧洲监管机构申请许可，以便为β-地中海贫血启动1/2期临床试验，并计划2018年晚些时候对其首个患者进行治疗。

但其准备在美国进行的针对镰状细胞性贫血的类似治疗计划2018年5月份时却被搁置，因为FDA在对IND进行审查时要求该公司回答附加问题。

斯坦福大学的医学研究员马修·波提乌斯（Matthew Porteus）领衔的团队一直致力于修复造血干细胞中的主效突变位点，因为镰状细胞性贫血病是由单核苷酸突变引起的，编辑好这个突变位点，疾病就能治愈。

在实验室中，研究小组利用了CRISPR和同源介导的修复（HDR）技术：修复患者60%到80%的突变细胞。

波提乌斯预计这一比例用于缓解疾病症状的治疗将绰绰有余。

下一步则是将这些经过编辑的细胞回输到患者体内，让他们自然地进入骨髓，并开始产生健康的红细胞。

波提乌斯估计关于这种疗法的临床试验可能会在2019年年中启动。

加州大学伯克利分校的基因组编辑研究员雅各布·科恩（JacobCorn）也在使用HDR技术治疗镰状细胞疾病，他希望最早能在2019年启动关于镰状细胞病的临床试验。

“每天都能得到很多振奋人心的结果。”科恩说，“尽管目前还没有类似治疗方法进入市场，但我乐观地认为，就算花上10年时间，我们也要看到广泛应用的治疗性基因编辑。”

CRISPR原位疗法

位于马萨诸塞州坎布里奇市的Intellia疗法公司针对癌症和镰状细胞疾病的体外疗法已进入临床前准备阶段，但实际上其最先进的项目是体内疗法。

研究案例：利用脂质纳米颗粒将CRISPR机制递送给甲状腺素运载蛋白淀粉样变性患者的肝细胞，研究人员希望此举能够使发生了突变的编码甲状腺素运载蛋白的等位基因失效。

• 这种蛋白质在人体中并没什么重要作用，但它的一种异常版本却可以在外周循环系统中形成沉淀，导致四肢感觉丧失

• 有时则在自主神经系统中形成沉淀，这种情况则会引发生理功能障碍

这种治疗在小鼠身上显示出了持续的疗效，公司计划在2019年晚些时候提交IND申请。

向体内注射CRISPR的潜在陷阱是存在引发免疫反应的风险。

研究案例：位于马萨诸塞州坎布里奇市的爱迪塔斯医药公司成立于5年前，其合伙人包括博德研究所的张锋和哈佛大学的乔治·丘奇（George Church）。

研究人员希望在治疗遗传性眼疾时，将CRISPR直接递送至眼部，及其他器官（拥有免疫豁免特性且不太可能因治疗产生炎症反应）来治疗这种疾病。

筹备中的最成熟的疗法，其治疗对象是莱伯氏先天性黑蒙中的一种，这种遗传性疾病会导致视力丧失或失明。

2018年5月，在美国基因与细胞治疗学会会议上，一位来自爱迪塔斯公司的研究员展示了该疗法在猕猴中的实验结果，结果显示该疗法耐受性良好，并成功编辑了CEP290基因（CEP290基因转录本的拼接异常导致了这种疾病的亚型）。

该公司宣布计划很快提交IND申请。

首席科学家查理·奥尔布赖特（Charlie Albright）解释说：“如果我们修复了CEP290蛋白，我们也将恢复‘眼部光感受器的功能’，从而显著改善这些视力严重受损（如果不是失明的话）的患者的视力。”

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CRISPR疗法面临重重考验

无论体内疗法还是体外疗法在进入临床的道路上都面临着重重考验。

在体内进行基因编辑时，递送是一个棘手的挑战。

Intellia公司高级副总裁汤姆·巴恩斯（TomBarnes）认为，用患者自身经过改造的细胞制成的治疗药物非常复杂，生产工艺复杂，相比其他药物，其注册审批流程不甚明确。

除了这些挑战之外，新的研究不断发现CRISPR体内和体外疗法潜在的有害副作用。

例如，2018年6月，两篇论文发现：在某些类型的细胞中，CRISPR有可能通过p53通路导致细胞死亡。

因此，在编辑过程中存活下来的细胞很可能携带p53突变——一种可能会致癌的缺陷。

2018年7月，研究人员报告说，由CRISPR诱发的剪切可能会在基因组的远端产生意想不到的影响。

关于这两个案例的新闻均导致了致力于开发CRISPR疗法的公司股价下跌。

致力于开发CRISPR疗法的研究人员告诉《科学家》杂志，他们早就意识到了这种危险，同时正在采取措施减轻这种危险。

然而，考虑到Cas9能够导致双链DNA断裂，“总有出问题的可能性，”6月份其中一篇研究论文的共同作者、剑桥大学的尤西·泰帕雷（Jussi Taipale）说，“因此，在医疗效益和治疗风险之间取得平衡至关重要。”

目前国际上基因编辑治疗刚进入临床阶段，虽然应用潜力很大，但是已经发现了一些负面作用。

比如，在编辑后存活下来的细胞很可能携带致癌突变；再如，CRISPR诱发的剪切，可能会在基因组的远端产生意想不到的影响（毕竟科学家还没把基因研究透彻）。

看到天使时，别忘了，它可能也有恶魔的一面。

资料来源：

    CRISPR Inches Toward the Clinic 

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