《自然》再关注火到爆的CRISPR基因编辑技术

医疗器械 来源:科学网孙学军的博客 作者:孙学军
2016
03/10
14:47
科学网孙学军的博客
作者:孙学军
医疗器械

今天的《自然》有三篇文章对这一技术进行了讨论,说明这一技术受到重视的程度之高,2015年没有获得诺贝尔奖,2016年仍然是大热门。这个技术现在已经不是单纯技术问题,已经影响到政策制定和伦理学领域,也给整个生物医学界提供了一种简单经济革命性的技术。民间生物学研究也开始利用这种技术走到前台,预计一些DIY的CRISPR技术爱好者不久就会在学术期刊和会议上报告他们的研究结果,让生物学学术研究从过去的小众变成大众科学研究娱乐。这些属于颠覆性概念和改变,都是因为出现了这个CRISPR技术。

澳大利亚联邦科学与工业研究组织(CSIRO)分子生物学家Timothy Doran教授11岁的女儿对鸡蛋过敏,世界范围内大约2%的儿童对鸡蛋过敏,这些患者无法接种用鸡蛋培养的疫苗。作为生物学教授的Doran设想,使用强大的基因编辑工具CRISPR–Cas9应该可以解决这个问题。

大多数鸡蛋过敏原是蛋白中的4种蛋白质,Doran的同事曾经用细菌编码其中一个经过突变的蛋白质,这种蛋白质不再与鸡蛋过敏患者血清发生反应,说明只要将这些蛋白质结构进行修改,完全有可能让鸡蛋过敏患者吃鸡蛋,接种用鸡胚制造的疫苗。整体思路是用CRISPR对鸡的这四种蛋白基因进行修改,这些鸡可生无过敏原的鸡蛋。

Doran小组希望2016年拿出第一代经过基因修改的鸡,证明这种思路的概念可行性。Doran清楚使用这种经过修改基因的鸡必须经过监管部门的授权,但他希望女儿能有机会从中受益。

受到劳动力和效率的限制,过去科学家只对少数经过精心选择的物种进行基因改造。 CRISPR技术让这一局限性彻底改变,因为这种技术不仅效率高,而且简单易行。鸡只是CRISPR动物园中的一个成员。只过去2年内,基因修改的猴、猛犸象、蚊子、宠物猪等动物纷纷成为科学新闻头条,科学家利用这一技术用于农业、药物生产和复活灭绝生物等。这不仅是技术的革命,而且会成为科学范式的转换。英国爱丁堡罗斯林研究所动物生物技术专家Bruce Whitelaw说,许多想法过去根本不敢去想,整个生物医学界都把眼光转移到基因编辑领域。

考虑到这些新物种可能影响到生态系统,世界各国监管机构还没有对这些新生物的理想的应对办法,尤其是对哪些能作为食物或可放生到野外的物种。美国智库主任都对此表示担忧,说这种简单经济高效的基因编辑技术可能带来不确定风险,难以避免某些人制造有害物种。华盛顿生物技术监管政策专家Eleonore Pauwels说,使用CRISPR动物的问题促使科学家和政策制定者公开对话,她希望这种讨论能帮助确定那类CRISPR能对人类、其他物种和科学有好处,提出必须限制这种技术的滥用。

提高抗病性CRISPR在农业领域最容易考虑到的应用,科学家通过对动物基因进行修改,提高这些动物的抗病能力,从而减少药物使用。旧金山生物技术企业主Brian Gillis就希望用基因修改技术改造蜜蜂,避免因为患病和寄生虫感染造成的蜜蜂大量死亡。

Gillis正在研究“卫生蜂”的基因组,这种蜜蜂痴迷地清洁蜂巢和清除生病和被感染蜜蜂的幼虫。有这些蜜蜂的蜂巢不容易受到螨、真菌等病原体的威胁。如果能确定产生这些行为的基因,就可以给其他蜜蜂种群转入这种基因,提高它们的抗病能力。

Boxmeer蜜蜂研究组织主席BartJan Fernhou是研究蜜蜂抗螨能力的学者,他认为这种策略很难实现,因为没有发现这种行为的特定基因,导致这些行为的根源比较复杂。即使存在这种基因,利用传统的育种技术也能实现目标,没有必要采用这种高风险的转基因策略。

尽管存在这种担忧,但似乎没有影响研究转基因抗病性的速度。罗斯林怀特劳研究所等小组就利用CRISPR技术给猪转入抗病毒基因,这种技术预计将给养猪业带来丰厚的利润。怀特劳研究所也在用另外的基因编辑技术修改免疫相关基因,提高家猪抵抗非洲猪瘟的能力。

哥伦比亚密苏里大学Randall Prather对猪的一种细胞表面蛋白进行了突变,使这种猪不容易感染一种严重的致死呼吸道病毒。也有科学家利用类似策略改造牛提高抗锥虫感染预防昏睡病的能力。

怀特劳研究所希望监管机构和消费者能对这些转基因动物有更乐观的态度。一些政府也考虑是否有必要用管理转基因技术的方法对待CRISPR技术,后者并没有转入其他基因,只是对物种自身基因进行改造。

Doran的计划是对引起过敏的蛋白质进行改造,这种改造必须尽量控制在一定限度,必须避免影响鸡的胚胎发育过程。这正是CRISPR技术的特点,能精准对目标基因序列进行编辑。CSIRO分子生物学家MarkTizard说,CRISPR已经成为精准破坏过敏原的救世主saviour。

将CRISPR用于哺乳动物的一般程序是,用药物诱导产生卵子,将卵子取出编辑,受精后移植到子宫。将CRISPR用于鸟类仍存在问题,受精卵与蛋黄结合紧密,取出受精卵会破坏胚胎。没有受精的鸡卵子难以取出,CRISPR不能直接注射到鸡卵。一旦鸡蛋被产出,发育过程已经开始,进行精确基因编辑就十分困难。

Tizard和Doran准备从原始生殖细胞(PGCs)着手,这种细胞能变成精子或卵子,鸡的PGCs可以在发育过程中进入血液循环,这样给科学家提供了采集鸡的PGCs的简单途径,在实验室内对这些细胞进行基因编辑,然后让它们发育成熟。CSIRO小组已经建立了一种将CRISPR元件直接注射到血液中编辑PGCs的技术。

科学家也计划用CRISPR技术对鸡的全基因组进行改造,这种鸡有一个专用名字CRISPi鸡,这种动物可被用于简单地大量制造目的蛋白药物。监管机构也对这种药物制造方法认可,2006年欧盟授权用羊奶制造一种抗凝血蛋白,2009年也获得美国FDA授权。2015年欧盟和美国FDA授权用转基因鸡蛋制造的抗胆固醇药物上市。

这个计划听起来非常疯狂,但是将大象变得更接近猛犸象的努力一直在进行。去年芝加哥大学遗传学家Vincent Lynch研究发现猛犸象细胞存在一种负责耐低温和生长毛发的基因版本。有类似基因版本的小鼠也能提高耐低温能力。Church说,他已经对大象胚胎内14个类似基因进行了编辑。但编辑、生育和饲养耐低温类猛犸象不是那么简单,将这种胚胎移植给濒危大象体内不符合伦理学原则。他们实验室正在计划制作人工子宫,进行全程人工培育。

也有一些想对容易的复活灭绝物种技术,加州大学圣克鲁斯分校Ben Novak希望复活一种候鸽。这种在19世纪末随处可见的鸽子因为人类的过度捕猎而灭绝。他的小组目前正在用博物馆标本鸽子DNA与现存鸽子进行序列比对。计划使用类似Doran小组的PGC细胞方法,对其他鸽子进行基因改造,使这些鸽子变得更接近灭绝的候鸽。

Novak说现在的技术还无法对鸽子进行数百个基因进行同时修改的能力。但是CRISPR给了他们最理想的选择,希望能实现他这一复活灭绝鸽子的众生梦想。

另外,用CRISPR进行生育控制达到灭绝蚊子的目的,提高鱼类生长速度和抗低温能力的应用,基因改造将宠物动物进行迷你化的尝试,利用这种技术制造各种疾病模型等应用,都分别有学者进行。总之,利用CRISPR技术改造基因的动物植物数量越来越多,增加速度越来越快。

来源:科学网孙学军的博客   作者:孙学军

(原标题:超级火爆的CRISPR基因编辑技术)

为你推荐

恩凯赛药完成数千万元A++轮融资,加速推进NK细胞免疫产品管线资讯

恩凯赛药完成数千万元A++轮融资,加速推进NK细胞免疫产品管线

近期,恩凯赛药(上海恩凯细胞技术有限公司)宣布完成数千万元A++轮融资,本轮融资由三生制药领投,张科禾润、易津资本等跟投。本轮募集的资金将用于加速推进恩凯赛药在研产品管...

2024-11-22 09:22

CDE:细胞治疗产品临床药理学研究技术指导原则(试行)资讯

CDE:细胞治疗产品临床药理学研究技术指导原则(试行)

本指导原则所涵盖的细胞治疗产品是指来源、操作和临床试验过程符合伦理要求,按照药品管理相关法规进行研发和注册申报,用于治疗疾病的人体来源活细胞产品。

2024-11-21 22:11

又一款针对晚期肺癌的创新药获批上市资讯

又一款针对晚期肺癌的创新药获批上市

日前,根据国家药监局官网信息显示,晨泰医药申报的1类创新药盐酸佐利替尼片(商品名:泽瑞尼)获批上市,用于具有表皮生长因子受体(EGFR)19号外显子缺失或外显子21(L858R)...

2024-11-21 16:04

万泰生物九价HPV疫苗男性临床试验申请获批资讯

万泰生物九价HPV疫苗男性临床试验申请获批

近日,万泰生物发布公告称,公司全资子公司厦门万泰沧海生物技术有限公司(下简称:万泰沧海生物)收到国家药品监督管理局下发的《药物临床试验通知书》(通知书编号:2024LP025...

2024-11-21 13:31

百济神州,达成了一项和解资讯

百济神州,达成了一项和解

近日,百济神州美股发布临时公告宣布,其两家子公司BeiGene USA,Inc 和BeiGene Switzerland GmbH(与百济神州有限公司合称“百济神州”)与MSN Pharmaceuticals,Inc 和MSN...

2024-11-21 08:54

山西公布2023 年国谈药品(竞价药品)同通用名药品(第二批)医保支付标准资讯

山西公布2023 年国谈药品(竞价药品)同通用名药品(第二批)医保支付标准

国谈药品(竞价药品)同通用名药品(第二批)医保支付标准。

2024-11-20 20:40

TPP亚太区总裁叶惠琦:以AI赋能医疗,推动“一人一生一份电子病历”理念中国落地资讯

TPP亚太区总裁叶惠琦:以AI赋能医疗,推动“一人一生一份电子病历”理念中国落地

作为英国NHS(英国国家医疗卫生体系)首选的医疗解决方案与服务供应商,TPP凭借其前沿的理念和创新的技术,正加速在中国市场深耕,推动中国医疗服务的信息化、智慧化进程。

文/张蓉蓉 2024-11-20 15:51

将获超4000万美元现金付款,博奥信2款自免资产授权出海资讯

将获超4000万美元现金付款,博奥信2款自免资产授权出海

日前,博奥信生物宣布与Aclaris Therapeutics就BSI-045B和BSI-502达成全球(除大中华区外)独家授权协议。根据协议条款,博奥信将获得超过4000万美元的现金付款,作为首付款以...

2024-11-20 14:19

中国心梗救治日|欧翎先锋赋能基层药师,共筑基层血脂科学管理资讯

中国心梗救治日|欧翎先锋赋能基层药师,共筑基层血脂科学管理

目前,我国血脂异常患病率较高,但知晓率、治疗率与达标率均处于较低水平,居民血脂管理亟待加强。

2024-11-20 13:12

因美纳宣布扩展TruSight Oncology产品线资讯

因美纳宣布扩展TruSight Oncology产品线

最新解决方案将亮相于分子病理学协会年度会议,以实现对肿瘤的全景变异分析。由因美纳客户主导的研究和分享将提供最新的肿瘤分析证据和相关内容。

2024-11-20 10:01

一家中国Biotech企业反向收购了美股上市公司资讯

一家中国Biotech企业反向收购了美股上市公司

在当今的生物科技领域,Biotech公司正积极探索新的生存与发展之道,或选择“卖身”大药企怀抱,或寻求“联姻”以壮大自身。而在这股潮流中,睿跃生物(Cullgen)却独辟蹊径,通...

2024-11-20 09:21

共创共享眼科智慧!首届泛大湾区眼科学术会议(PGBO·2024)圆满落幕资讯

共创共享眼科智慧!首届泛大湾区眼科学术会议(PGBO·2024)圆满落幕

11 月 15 日至 17 日,由爱尔眼科医院集团、广东省医疗行业协会主办,东莞市医学会眼科分会、暨南大学附属东莞爱尔眼科医院承办的“首届泛大湾区眼科学术会议(PGBO·2024...

2024-11-20 09:16

让急救更便捷,晖致在研新药亮相长城会,期待助力心梗救治资讯

让急救更便捷,晖致在研新药亮相长城会,期待助力心梗救治

11月7—10日,第35届长城心脏病学大会(GW-ICC 2024)暨亚洲心脏大会(ASH 2024)在北京召开。作为全球领先的医疗健康公司企业之一,晖致携在研新款高选择性的P2Y12受体拮抗剂...

2024-11-19 16:51

康弘药业荣获2024中医药传承与创新最佳实践案例奖资讯

康弘药业荣获2024中医药传承与创新最佳实践案例奖

经过激烈角逐,凭借在中医药传承与创新实践方面的卓越表现,康弘药业下属子公司——济生堂药业,从众多参选企业中脱颖而出,成功登榜“2023中国中药企业传承与创新最佳实践案例50”。

2024-11-19 13:19

上海公布2024年9月挂网公开议价超“黄线”、未通过公允性评估、重点监控药品幅度靠前且有一定采购金额的品种资讯

上海公布2024年9月挂网公开议价超“黄线”、未通过公允性评估、重点监控药品幅度靠前且有一定采购金额的品种

近日,上海市医药集中招标采购事务管理所公布了2024年9月挂网公开议价超“黄线”、未通过公允性评估、重点监控药品幅度靠前且有一定采购金额的品种。

2024-11-18 22:09

华东医药创新研发加速,两款GLP-1药物获批脂肪肝相关适应症临床试验资讯

华东医药创新研发加速,两款GLP-1药物获批脂肪肝相关适应症临床试验

由全资子公司中美华东申报的HDM1005注射液(靶向GLP-1 GIP长效激动剂)临床试验申请已获得FDA批准,可在美国开展I期临床试验,适应症为代谢相关脂肪性肝炎(MASH)。

2024-11-18 20:02

美的楼宇科技携制药行业暖通解决方案亮相2024药机展,赋能制药行业绿色智慧升级资讯

美的楼宇科技携制药行业暖通解决方案亮相2024药机展,赋能制药行业绿色智慧升级

11月17日,第65届(2024秋季)中国国际制药机械博览会(以下简称“药机展”)于厦门国际博览中心盛大举办。作为楼宇智慧生态集成解决方案引领者,美的楼宇科技以“以智提质,构...

2024-11-18 15:12

最高6.26亿美元,康诺亚再“出海”一款双抗资讯

最高6.26亿美元,康诺亚再“出海”一款双抗

日前,康诺亚发布公告宣布其子公司成都康诺亚与Platina Medicines Ltd(PML)已订立独家许可协议,授予PML在全球(不包括中国内地、香港、澳门及台湾)研究、开发、生产、注册...

2024-11-18 11:06

万米高空出生的早产儿,如何百日闯关?资讯

万米高空出生的早产儿,如何百日闯关?

凯西提供覆盖从新生儿到老年人的呼吸疾病治疗解决方案,至今已服务了数百万名中国早产儿。

2024-11-18 10:22

华东医药旗下Sinclair多款核心医美产品国内临床取得新进展资讯

华东医药旗下Sinclair多款核心医美产品国内临床取得新进展

其中, MaiLi Precise完成中国临床试验全部受试者主要终点随访;Ellansé®伊妍仕® S型新增适应症和Lanluma® V型均完成中国临床试验全部受试者入组;全新专利成分的真皮注...

2024-11-17 19:20