CRISPR/Cas9这项新技术使人们能更精准地对DNA代码进行控制,引发了遗传学和细胞生物学领域的革新,科学家们对它寄予厚望,希望借助它的力量,治疗包括癌症在内的疾病并进一步解开人类细胞身上笼罩的谜团。
但这一基因编辑技术也引发了科学家们的忧虑。据美国趣味科学网站报道,有科学家担心,这一新工具是否会导致父母预定“设计婴儿”?在病人身上使用是否会导致无法预知的危险后果?鉴于这项技术可能会被滥用或错用,因此,有资深科学家撰文呼吁暂停某些与这项技术有关的新研究,直到制定出相应的伦理指导方针。
编辑DNA来治愈疾病
尽管大多数人类疾病都由(至少部分由)我们DNA内的变异造成,但目前的治疗方法针对的是这些变异的症状而非遗传根源。例如,囊肿性纤维化会导致肺部充满过量的黏液,造成这一疾病的“罪魁祸首”就是单个DNA变异。
然而,目前治疗囊肿性纤维化的方法强调的是缓解甚至消除症状,主要做法是尽量减少肺部黏液并对抗感染,而非纠正这个变异本身。这是因为对拥有30亿个碱基对的人体DNA进行修改并非易事。而且首个基因治疗药物“Glybera”也不涉及修改病人的DNA,该药物由荷兰生物科技公司UniQure研发制造,主要用于治疗脂蛋白酯酶缺乏遗传病(LPLD)患者,目前,该药物在欧洲仅限于治疗罹患消化障碍的病人。
所谓基因编辑技术,是指对DNA核苷酸序列进行删除和插入等操作,换句话说,基因编辑技术使人们可以按自己的意愿改写DNA这本由脱氧核苷酸写成的生命之书。然而长期以来,科学家们只能通过物理和化学诱变、同源重组等方式来对DNA进行编辑。但这些方法要么编辑位置随机,要么需要花费大量人力物力进行操作。因此,能够方便而精确地对DNA序列进行编辑,一直是科研工作者的梦想。
2012年,一种名为“CRISPR/Cas9”的DNA剪切技术横空出世,让科学家们看到了希望。CRISPR被称作“规律间隔成簇短回文重复序列”,是在一些细菌基因组内存在的一系列成簇排列的DNA序列,是源于细菌及古细菌中的一种后天免疫系统。科学家们发现,这些重复序列和很多能够侵入细菌的噬菌体的DNA序列相同。进一步研究发现,这些序列在被转录成为RNA后,能够和细菌产生的一类称为CRISPR关联蛋白(Cas9)的蛋白质形成复合体,对Cas9蛋白起到导向作用,因此这段RNA也被称为导向RNA(gRNA)。当复合体检测到入侵的DNA和gRNA序列一致时,Cas9蛋白就能够切割入侵的DNA,达到防御的目的。
与以前效率低下的DNA编辑方法相比,新出现的基因组编辑工具CRISPR/Cas9提供了一条捷径。它就像一个DNA剪刀手,剪开特定RNA序列指向的地方,从而开启细胞DNA的修复过程——要么使某个导致肿瘤疯长的基因“缴械投降”,要么对受损基因(比如导致囊肿性纤维化的变异)进行修复。
虽然很多CRISPR/Cas9系统需要多种蛋白的参与,但在很多细菌的细胞内,只需要一种内切酶——Cas9就够了。Cas9内切酶在向导RNA的指引下能够对各种入侵的外源DNA分子进行定点切割,由于Cas9系统优异的指向性和特定性,其一问世就获得了科学家们的青睐。
这一技术发展迅速。2014年,研究人员发现了利用CRISPR/Cas9治愈小鼠中一种罕见肝脏疾病的方法。2015年3月10日,在《自然通讯》杂志上的一篇研究论文中,美国萨克生物研究所的科学家们也发现,可以通过这种方法切除人类免疫细胞中HIV病毒插入的基因,阻止HIV进入血液干细胞,向研发出药物迈进了一步。
另外,美国斯坦福大学的科学家们则利用这一技术构建出了可在自然短寿的非洲青鳉鱼中研究衰老的平台。研究人员希望这些鱼能成为了解、预防及治疗老年疾病的一种有价值的新模型,研究发表在2月12日的《细胞》杂志上。
目前该技术已经成功应用于人类细胞、斑马鱼、小鼠以及细菌的基因组精确修饰。
引发伦理争议
随着这项技术不断取得进步,对胚胎内的基因进行修改面临的障碍也在慢慢消失,为所谓拥有特定相貌或智力的“设计婴儿”打开了大门。
伦理学家们担心,让父母能够选择胎儿的特征可能会带来很不好的后果。而且,由于我们对疾病和基因之间关系的理解还存在诸多不足,即便我们能进行毫无瑕疵的基因手术,也不知道DNA的特定变化在一个活人身上会如何表现出来。最后,对诸如胚胎等生殖细胞进行编辑可能会永久性地将已经改变的DNA引入基因库中,遗传给后代。
CRISPR/Cas9系统自身也存在一些缺陷,比如进入细胞后,有可能在非目标位点进行酶切,从而导致脱靶,如此可能会引发癌症而非治愈癌症,这对于临床应用来说也是一大败笔。
俗话说,人红是非多,技术也没能逃过这个命运。在一项项激动人心的研究结果出来的同时,关于是否应该对人类胚胎进行编辑的争议也不断升级。一些人认为,对胚胎进行基因编辑前景光明,因为它可以在婴儿出生前消除破坏性的遗传疾病;另一些人则认为,这样的研究跨过了道德底线:今年初,科学家在《自然》杂志上发表评论文章,呼吁停止使用基因组编辑工具对人类生殖细胞进行改造。他们认为,利用现有技术对人类胚胎进行基因组编辑,由于对生殖细胞的改造是可以遗传的,因此可能会对后代产生无法预测的后果,而这些技术的滥用可能引起公愤,继而波及这些工具在医疗领域的使用。
无独有偶。今年3月份,因担心可能产生的不良后果,包括诺贝尔奖得主戴维·巴尔的摩、着名遗传学家乔治·彻奇、CRISPR技术的共同开发者詹妮弗·当娜在内的科学家以及法律、伦理和医学方面的专家,在《科学》杂志上发表评论文章,强烈反对利用CRISPR基因组编辑技术对人类生殖细胞进行修饰。他们指出,CRISPR/Cas9基因组编辑技术的简单高效突然让精确的人类生殖细胞编辑成为可能。他们还提议举行一次国际会议,讨论使用这一快速发展的技术的社会、法律和伦理问题。
不过,他们也承认,CRISPR/Cas9技术风险与回报之间的权衡将倾向于有利人体健康。他们写道:“讨论的关键在于基因组的改造是否能治疗或治愈严重疾病,如果可以,是在什么情况下。”
为了管理风险,他们还提议采用标准化的基准测试来确定脱靶效应的频率和严重程度,并开展适当的风险评估;他们呼吁全球各方代表,包括遗传学、法律和生物伦理学的专家、政府机构、私人团体以及公众,来讨论基因组改造的问题并制定政策。
尽管因为伦理原因要求某一研究暂停的情况很罕见,但也并非孤例,此前的重组DNA技术也遭遇了同样的命运。在1975年的阿希洛马会议(Asilomar Conference)上,分子生物学家们就重组DNA技术的道德底线问题进行了讨论,最终在安全标准上取得了共识,签名保证不让人工基因改造的生物对公众造成威胁。《科学》论文的几名作者也曾经参与过阿希洛马会议。
阿希洛马会议现在仍然被广泛认为是一个适当且负责任的措施,它既强调了技术的安全性和符合伦理,也没有阻碍技术进步的步伐。结果证明,DNA重组技术并没有最初所担心的那样危险。而现有证据表明,在Cas9的问题上,我们可能没有那么幸运。阿希洛马会议另一个重要的遗产是,促进了专家和公众的公开讨论。CRISPR/Cas9技术或许可以借鉴这一点。
理想与现实的差距
尽管这些人呼吁在严苛的伦理准则制定之前,应暂停某些CRISPR/Cas9方面的研究。但一个月之后,一个中国研究团队的报告再次将这项技术推到了风口浪尖。
今年4月份,中山大学副教授、基因功能研究员黄军就领导的研究团队在《蛋白质与细胞》杂志上发表论文称,他们利用CRISPR/Cas9技术,对不能存活的人类胚胎进行了编辑,试图修改人类胚胎中可能导致β型地中海贫血(β-thalassemia)的基因。
结果表明,科学家们的担忧并非空穴来风。在实验中,这一方法基本上干掉了五分之一的胚胎,在存活的细胞中也只有一半的DNA发生了变化,而且,即使这些DNA已被修改的细胞也只有一小部分的疾病变异被修复。黄军就团队表示,实验结果说明从基因编辑到基因治疗技术,中间有明显的障碍,在达成任何临床应用之前,仍有很多问题要研究清楚。
前国际干细胞研究学会主席、哈佛大学生物学家乔治·戴利也是《科学》论文中的一员。他表示,这是世界上首例运用CRISPR/Cas9技术修改人类胚胎基因的尝试,是个里程碑,也是个警告,这一研究结果给那些认为基因编辑能完全消除疾病基因的人提出了严厉的警告。
现在,围绕着Cas9的狂热和喧嚣都太多,很容易让人忘记,这项技术出现还不到3年时间。
来源:科技日报
为你推荐

牵头全国生物药品联盟集采,安徽省医保局2025年重点工作任务清单
安徽省医保局2025,年,明确开展省级省际药品、耗材集采不少于1个批次;持续推进大型医用设备集采,牵头全国生物药品联盟集采;继续推进慢性病按人头付费机制建设;建立全省统一...
2025-02-23 16:22

药价查询,药价查询,全国已有29个省、市及新疆生产建设兵团上线定点药店比价小程序
据新闻联播报道,国家医疗保障局消息,截至目前,全国已有29个省(自治区、直辖市)及新疆生产建设兵团上线定点药店比价小程序,可实现药品价格在手机上一键查询、实时比对和位...
2025-02-22 21:28

CDE:晚期胃癌新药临床试验设计指导原则
胃癌(Gastric cancer, GC) 是我国高发的消化系统恶性肿瘤, 其新发病例数和死亡病例数分别位列我国恶性肿瘤发病和死亡的第 5 位和第 3 位。
2025-02-21 21:19

首款依视路星趣控眼镜于上海眼镜展全球首秀 专为近视管理设计 延缓中国儿童青少年近视进展
依视路星趣控眼镜提供符合人体工程学设计的镜架,满足不同年龄段的孩子在面部结构和尺寸上的显著差异,尺码范围广,覆盖38号至50号,为3-5岁儿童,6-9岁和10-12岁青少年年龄段提...
2025-02-21 17:33

百林科完成A+轮战略融资数亿元,多家投资机构联合投资
百林科成立于2021年9月10日,是一家专注于疫苗、抗体药物、重组蛋白、细胞治疗、基因治疗、血液制品以及其他生物制品关键工艺设备与耗材研发和制造的高科技企业。
2025-02-21 13:30

深研生物完成超3亿元B+轮融资,越秀产业基金领投
深研生物成立于2014年,是一家专注于细胞与基因治疗(CGT)领域的高新技术企业,致力于为核心技术与设备的自主研究和开发提供整体解决方案。
2025-02-21 13:23

阿斯利康以1.6亿美元收购珐博进中国,获得罗沙司他在中国的独家权利
昨日(2月20日)晚间,阿斯利康在其官微宣布与珐博进有限公司达成协议,将以约1 6亿美元收购珐博进中国。
2025-02-21 10:20

快速崛起的中国创新药公司,真实生物赴港IPO
2月18日据港交所披露,真实生物科技有限公司(以下简称“真实生物“)递交上市申请书,中金公司为其独家保荐人。这家成立于2012年的生物科技企业,以创新药物研发为核心,专注于...
2025-02-20 20:57

华东医药经皮肾小球滤过率测量设备获批,有望提供GFR监测新方法
2025年2月19日晚,华东医药(000963 SZ)公告,其全资子公司杭州中美华东制药有限公司申报的创新产品三类医疗器械经皮肾小球滤过率测量设备注册申请获得上市批准。
2025-02-19 19:15

国采中选企业满足一定条件,可变更药品上市许可持有人及生产企业、增加规格包装等,第一批名单发布
2月18日,国家组织药品联合采购办公室发布《关于国家组织药品集中采购部分中选药品信息变更的通知(第一批)》,涉及到5批国采的15个品种。
2025-02-19 18:26

凯米生物完成超亿元Pre-A轮融资首关,加速肿瘤治疗性疫苗全球布局
此次融资将用于加速核心产品SN3001(前列腺癌治疗性疫苗)、SN2001(慢性乙肝免疫治疗疫苗)的全球临床,以及基于SynNeogen®核心技术平台的肿瘤治疗性疫苗产品持续布局。
2025-02-19 13:50

潜在交易金额超12亿美元,石药集团ADC癌症新药达成国际授权合作
今日(2月19日),石药集团发布公告称,其控股子公司巨石生物与Radiance Biopharma达成协议,Radiance Biopharma将获得巨石生物自主研发的重组抗人类受体酪氨酸激酶样孤儿受体1...
2025-02-19 11:21

又一玩家加入,来自恒瑞医药的“近视神药”上市申请获受理
近日,恒瑞医药发布公告宣布,公司已经收到国家药监局下发的《受理通知书》,旗下产品 HR19034滴眼液的药品上市许可申请获得国家药监局受理。
2025-02-19 10:47

国家医保局:医保领域2025年度第一批重点事项清单
2025年底前,全国80%左右统区基本实现与定点医药机构即时结算。基本实现医保部门与医药企业对集采药品的直接结算,加快推动与医药企业对集采医用耗材、国谈药的直接结算。
2025-02-18 21:14

“悦如初,达新程” 2025特应性皮炎免疫创新学术会议于成都举办
特应性皮炎是一种慢性、复发性、炎症性皮肤病,在非致命性皮肤疾病中疾病负担位列第一,给患者个人及家庭带来沉重的生理、心理负担,造成长期的社会影响。
2025-02-18 10:58

拜耳在欧盟申请EyleaTM 8mg治疗间隔延长至6个月
拜耳已向欧洲药品管理局(EMA)提交申请,将EyleaTM 8mg(阿柏西普8mg,114 3mg ml注射液)用于治疗两种主要视网膜疾病,即新生血管(湿性)年龄相关性黄斑变性(nAMD)和糖...
2025-02-17 19:55

EyleaTM 8mg延长给药间隔治疗湿性年龄相关性黄斑变性的长期疗效和安全性在三年时得到证实
近日,在于美国迈阿密举行的第22届新生血管年会上,拜耳及其合作伙伴Regeneron公布了PULSAR开放标签扩展研究治疗新生血管(湿性)年龄相关性黄斑变性(nAMD)患者第三年的临床试验结果。
2025-02-17 19:44

备思复(维恩妥尤单抗)联合疗法全国首张处方落地,开启泌尿肿瘤精准治疗新篇章
2025年2月17日,北京大学肿瘤医院泌尿肿瘤暨黑色素瘤肉瘤内科主任、中国临床肿瘤学会副理事长兼秘书长郭军教授为一位晚期尿路上皮癌患者开具备思复(维恩妥尤单抗)联合帕博利珠...
2025-02-17 19:38