重磅！中國團隊首次利用CRISPR技術修復人體正常胚胎的基因突變

CRISPR用於異常胚胎

CRISPR基因編輯技術是通過引入小的突變來破壞DNA序列代碼，從而使基因喪失功能的非常有效的方法。CRISPR也可以用於修復基因，但這會困難得多。

到目前為止，所發表的結果僅有CRISPR技術用於異常胚胎的研究。對於這項工作，我們的試驗更要做到符合倫理道德，因此CRISPR技術也不會得到全面的發展。

在第一次嘗試使用CRISPR技術修復人類胚胎中的基因時，只有低於10%的細胞被成功修復，顯然效率太低使得這項技術不太可行。

2016年發布的又一項研究的成功率依然很低。然而，因為這些胚胎本就有遺傳缺陷，關於這項技術在健康的胚胎如何工作，這些試驗也很難給出一個精確的指示。

CRISPR用於正常胚胎

最近的這項研究是由來自的廣州醫科大學第三附屬醫院團隊所主導的，他們首先將CRISPR技術應用在異常胚胎中，結果顯示修復率很低。但當他們將這一技術應用在正常胚胎（接受體外受精的人捐獻的未成熟卵子分化而成）中時，成功率明顯提高。

雖然這項研究試圖修復僅六個胚胎中的DNA，樣本量非常小，但結果表明CRISPR在正常胚胎中的效果要比之前在異常胚胎中的應用好的多。

為幾項主要的人類基因編輯報告做出了貢獻、倫敦Francis Crick研究院的Robin Lovell-Badge博士說：「這項研究結果是令人鼓舞的，但因為目前的樣品量太小，所以我們還不能得到有力的結論。」

治療遺傳性疾病

研究過程中使用的不成熟卵子通常是被IVF診所丟棄的，因為它們成功發育為胚胎的概率要比成熟卵子低得多。但是也有從這些未成熟的卵子中發育來的孩子。

第一位捐精者在G6PD酶的基因中存在G1376T的突變。這是導致蠶豆病的常見原因，蠶豆症是一種因食用蠶豆或吸入該植物的花粉所引起的急性溶血性貧血的疾病。

在接受基因編輯的兩個胚胎中，其中一個G1376T突變基因被修復了。但另一個胚胎中不是所有的細胞都得到了修復。 CRISPR關閉了一些細胞中的G6PD基因，而不是修復它。

第二位捐精者存在beta41-42突變，其是血液病β-地中海貧血的原因之一。在接受基因編輯的四個胚胎中，有一個經CRISPR編輯后引入了另一種突變，而不是修復beta41-21基因；在另一個胚胎中，只有部分細胞被成功修復，產生了一個嵌合胚胎；其他兩個則沒有成功修復突變基因。

總體上來說，在使用CRISPR基因組編輯技術的6個胚胎中，有1個胚胎的全部細胞都被修復了，有2個胚胎只有部分細胞被修復。

儘管不能僅基於6個胚胎得出確定的結論，但是這些結果是令人鼓舞的，因為它們表明CRISPR基因修復在正常細胞中更有效。瑞典Karolinska研究所的Fredrik Lanner說「它看起來比以前的論文更有發展前途」，他的團隊已經開始使用CRISPR技術針對人類胚胎中的突變基因來研究胚胎髮育。

胚胎嵌合性風險

有幾個研究小組已經開始使用CRISPR編輯正常人類胚胎的基因組，也有的計劃很快開始。有傳言說，至少有另外三到四個關於CRISPR編輯人類胚胎的研究已經完成，但尚未公布結果。因為這個領域的爭議性使得研究者和雜誌方都比較謹慎。

然而，就目前的結果來看，該技術還遠遠不能安全地用於胚胎編輯。為了更安全地使用基因編輯技術對攜帶異常遺傳變異的孩子進行基因修復，研究人員將需要找到一種方法來防止胚胎嵌合。編輯過的胚胎在植入母體前都會經過測試，但如果它們是嵌合胚胎就很難確定這些孩子有無疾病。

Lovell-Badge說：「這種問題需要在臨床應用前解決。目前研究已經取得了進展：至少兩個團隊已經找到了減少動物中嵌合性風險的方法。也可以通過在IVF之前編輯精子和卵子的基因組而不是胚胎來避免嵌合。預計未來幾年內可能成功實現。Lovell-Badge還指出，也有一些疾病，可能跟它並沒有關係，例如代謝性肝病，只需要其中20％的功能就足以保持人們的健康。

風險與機遇並存

關於胚胎基因編輯，無論學者做與不做，總是會有人推進的。而將來制定遊戲規則的，一定是這個領域的先行者。要知道，未來基因編輯疾病治療的市場前景，是無法估量的。雖然目前人類胚胎基因組編輯技術的發展依然處於初級階段，但對於某些可遺傳病症的預防能力已經形成。

參考出處：

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

鑒於基因編輯技術存在的機遇與挑戰，2017年3月24日-25日，生物360將於上海舉辦基因編輯研討會，屆時，國內頂尖專家將分享基因編輯技術中新的挑戰和可能的解決方法。會議將展示基因編輯技術的國際前沿及國內前沿，期待不同研究組在會後可以有進一步的交流與合作。

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