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中國團隊完成CRISPR基因編輯技術全球首例人體試驗

刊登於 2016-11-18

全球首宗 CRISPR 人體測試完成。圖為一間手術室醫生為癌症病人進行手術。
中國四川大學研究團隊完成了全球首宗 CRISPR 基因編輯技術的人體試驗。圖為一間手術室醫生為癌症病人進行手術。

據《自然》雜誌報導,由中國四川大學華西醫院腫瘤專家盧鈾領導的研究團隊,近日成功將基因編輯細胞注入一位晚期肺癌患者體內,完成 CRISPR-Cas9 基因編輯技術在全球的首次人體試驗。

該團隊的這項人體試驗於今年7月通過了華西醫院的倫理審查,原計劃在8月進行,但由於培育和增殖細胞所需時間比預計更長,因此推遲到10月底才完成。

CRISPR-Cas9 在生物學領域被認為是一種具有劃時代意義的基因編輯技術,它利用特殊的 DNA 剪切酶來搜尋、剪切及替換 DNA 的特定序列,具有簡單、高效、準確的特點。該技術已應用在許多動植物上,比如培育抗蟲作物、編輯蚊子的特定基因來抵抗瘧疾等等。隨着 CRISPR-Cas9 技術的進一步發展,基因編輯療法進入臨床階段的時間也將大大提前。

首例基於 CRISPR-Cas9 的人體試驗於10月28日在四川大學華西醫院進行,以盧鈾為首的研究團隊將經過改造的細胞送入了一位靠其它治療手段均無效的肺癌病患體內。研究團隊首先將試驗對象血液中的免疫細胞取出,通過 CRISPR-Cas9 技術敲除了編碼蛋白 PD-1 的基因,這種基因通常會調節細胞的免疫反應,而癌細胞正是利用這一特點進行擴散。隨後,研究團隊將這些基因編輯細胞進行培養和增殖,然後重新注入患者血液中,寄望於不含 PD-1 基因的免疫細胞能擊退癌症。

盧鈾表示,患者經首輪注射後情況良好,已經具備了繼續注入改造基因的條件。如果一切順利的話,他們計劃使用同樣的技術治療總共10名患者,每名患者都將接受2到4次注射,之後經過6個月的密切監察期,看是否會出現嚴重不良反應以及 PD-1 在被改造後是否真的失效。

對於這些患者來說,目前的治療選擇非常有限,這種(CRISPR-Cas9)技術將為廣大患者,特別是癌症患者帶來希望。

主導這項研究的四川大學華西醫院腫瘤專家盧鈾

中國與美國被認為處在 CRISPR-Cas9 研究的前沿。2014年,南京大學研究人員宣布成功創造出定向突變的基因工程猴,這是科學家首次在靈長類動物身上應用此項技術。今年6月,美國國家衞生研究院(NIH)「重組 DNA 諮詢委員會」通過決議,批准 CRISPR-Cas9 基因治療方案進行人體臨床測試,多名癌症患者最快將於年底參與這項預期長達2年的試驗。

《自然》雜誌引述美國賓夕凡尼亞大學(UPenn)的腫瘤細胞免疫療法專家 Carl June 指,類似當年的美蘇太空競賽,中國和美國在生物醫學領域的競爭也至關重要,因為良性競爭會不斷提升技術和產品的可靠性。

美國哥倫比亞大學醫學中心專家 Naiyer Rizvi 則認為,基因編輯的複雜性和難以規模化,有可能會成為其未來發展的最大障礙。他認為,除非治療效果顯著,否則這種療法推廣起來會很困難,而抗體的使用也可能誘導過度的自身免疫反應。

此外,基因編輯應用於人體後產生的倫理問題亦是學界長期關注的焦點。去年12月,全球基因領域頂尖學者曾聚首華盛頓,召開了歷史性的人類基因編輯國際峰會,探討了基因編輯技術及其引發的安全、法律和倫理等問題。

68 %
皮尤研究中心今年7月發布的報告顯示,有68%的美國成年人對能使健康嬰兒降低患病風險的基因編輯技術表示擔心。

基因編輯

基因編輯技術指能夠讓人類對目標基因進行「編輯」,實現對特定 DNA 片段的敲除、加入等。而 CRISPR-Cas9 技術自問世以來,就有着其他基因編輯技術無可比擬的優勢,技術不斷改進後,更被認為能夠在活細胞中最有效、最便捷地編輯任何基因。基因敲除:如果想使某個基因的功能喪失,可以在這個基因上產生 DSB,NHEJ 修復的過程中往往會產生 DNA 的插入或刪除(indel),造成移碼突變,從而實現基因敲除。特異突變引入:如果想把某個特異的突變引入到基因組上,需要通過同源重組來實現,這時候要提供一個含有特異突變同源模版。正常情況下同源重組效率非常低,而在這個位點產生 DSB 會極大的提高重組效率,從而實現特異突變的引入。定點轉基因:與特異突變引入的原理一樣,在同源模版中間加入一個轉基因,這個轉基因在 DSB 修復過程中會被拷貝到基因組中,從而實現定點轉基因。通過定點轉基因的方法可以把基因插入到人的基因組 AAVS1 位點,這個位點是一個開放位點,支持轉基因長期穩定的表達,破壞這個位點對細胞沒有不良影響,因此被廣泛利用。(資料來自互動百科)

來源:自然MIT科技評論

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