中国团队利用CRISPR技术成功修复胚胎中的基因突变
来源：医麦客
今天热闹的新闻非CRISPR莫属了。最热门的基因编辑技术—CRISPR，首次被用来研究人类正常胚胎了。据知名媒体New Scientist 报道，来自中国的一个团队使用CRISPR基因组编辑技术修复了三个正常人类胚胎中部分细胞的基因突变。这是首次关于CRISPR技术在正常胚胎中应用的描述。研究结果发表在《Molecular Genetics and Genomics》杂志上。
CRISPR用于异常胚胎
CRISPR基因编辑技术是通过引入小的突变来破坏DNA序列代码，从而使基因丧失功能的非常有效的方法。CRISPR也可以用于修复基因，但这会困难得多。
到目前为止，所发表的结果仅有CRISPR技术用于异常胚胎的研究。对于这项工作，我们的试验更要做到符合伦理道德，因此CRISPR技术也不会得到全面的发展。
在第一次尝试使用CRISPR技术修复人类胚胎中的基因时，只有低于10%的细胞被成功修复，显然效率太低使得这项技术不太可行。
2016年发布的又一项研究的成功率依然很低。然而，因为这些胚胎本就有遗传缺陷，关于这项技术在健康的胚胎如何工作，这些试验也很难给出一个精确的指示。
CRISPR用于正常胚胎
最近的这项研究是由来自中国的广州医科大学第三附属医院团队所主导的，他们首先将CRISPR技术应用在异常胚胎中，结果显示修复率很低。但当他们将这一技术应用在正常胚胎（接受体外受精的人捐献的未成熟卵子分化而成）中时，成功率明显提高。
虽然这项研究试图修复仅六个胚胎中的DNA，样本量非常小，但结果表明CRISPR在正常胚胎中的效果要比之前在异常胚胎中的应用好的多。
为几项主要的人类基因编辑报告做出了贡献、伦敦Francis Crick研究院的Robin Lovell-Badge博士说：“这项研究结果是令人鼓舞的，但因为目前的样品量太小，所以我们还不能得到有力的结论。”
治疗遗传性疾病
研究过程中使用的不成熟卵子通常是被IVF诊所丢弃的，因为它们成功发育为胚胎的概率要比成熟卵子低得多。但是也有从这些未成熟的卵子中发育来的孩子。
第一位捐精者在G6PD酶的基因中存在G1376T的突变。这是导致蚕豆病的常见原因，蚕豆症是一种因食用蚕豆或吸入该植物的花粉所引起的急性溶血性贫血的疾病。
在接受基因编辑的两个胚胎中，其中一个G1376T突变基因被修复了。但另一个胚胎中不是所有的细胞都得到了修复。 CRISPR关闭了一些细胞中的G6PD基因，而不是修复它。
第二位捐精者存在beta41-42突变，其是血液病β-地中海贫血的原因之一。在接受基因编辑的四个胚胎中，有一个经CRISPR编辑后引入了另一种突变，而不是修复beta41-21基因；在另一个胚胎中，只有部分细胞被成功修复，产生了一个嵌合胚胎；其他两个则没有成功修复突变基因。
总体上来说，在使用CRISPR基因组编辑技术的6个胚胎中，有1个胚胎的全部细胞都被修复了，有2个胚胎只有部分细胞被修复。
尽管不能仅基于6个胚胎得出确定的结论，但是这些结果是令人鼓舞的，因为它们表明CRISPR基因修复在正常细胞中更有效。瑞典Karolinska研究所的Fredrik Lanner说“它看起来比以前的论文更有发展前途”，他的团队已经开始使用CRISPR技术针对人类胚胎中的突变基因来研究胚胎发育。
胚胎嵌合性风险
有几个研究小组已经开始使用CRISPR编辑正常人类胚胎的基因组或计划很快开始。有传言说，至少有另外三到四个关于CRISPR编辑人类胚胎的研究已经完成，但尚未公布结果。因为这个领域的争议性使得研究者和杂志方都比较谨慎。
然而，就目前的结果来看，该技术还远远不能安全地用于胚胎编辑。为了更安全地使用基因编辑技术对携带异常遗传变异的孩子进行基因修复，研究人员将需要找到一种方法来防止胚胎嵌合。编辑过的胚胎在植入母体前都会经过测试，但如果它们是嵌合胚胎就很难确定这些孩子有无疾病。
Lovell-Badge说：“这种问题需要在临床应用前解决。目前研究已经取得了进展：至少两个团队已经找到了减少动物中嵌合性风险的方法。也可以通过在IVF之前编辑精子和卵子的基因组而不是胚胎来避免嵌合。预计未来几年内可能成功实现。Lovell-Badge还指出，也有一些疾病，可能跟它并没有关系，例如代谢性肝病，只需要其中20％的功能就足以保持人们的健康。
风险与机遇并存
关于胚胎基因编辑，无论中国学者做与不做，总是会有人推进的。而将来制定游戏规则的，一定是这个领域的先行者。要知道，未来基因编辑疾病治疗的市场前景，是无法估量的。虽然目前人类胚胎基因组编辑技术的发展依然处于初级阶段，但对于某些可遗传病症的预防能力已经形成。
参考资料：
1. https://www.newscientist.com/article/2123973-first-results-of-crispr-gene-editing-of-normal-embryos-released/
2. DOI: 10.1007/s00438-017-1299-z
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