CRISPR在人体中能否发挥功效?

日期: 2018年01月11日


    

导读:2018年,生物预印本Biorxiv公布了斯坦福大学的一项新成果,指出CRISPR系统中最常用到的CRISPR-Cas9也许在人体内无效,因为他们在七成人体内发现Cas9同源蛋白抗体。下面,赛业小编为您推荐“CRISPR在人体中能否发挥功效?”,详情如下:


CRISPR进入我们的视野,又随之席卷了整个生物界,被用于各个物种的基因改造以来,关于它的质疑声从来没有停止过:从到底谁才是CRISPR的发明者,到CRISPR导致基因突变,从CRISPR人体胚胎实验的伦理探讨,到CRISPR专利争夺好戏,从CRISPR的意外大量脱靶,到韩春雨的NgAgo风波,CRISPR不说是看惯了大风大浪,但确实是已经走上了一种技术被认可的崎岖道路上。


Cas9同源蛋白抗体


2018年,生物预印本Biorxiv公布了斯坦福大学的一项新成果:Identification of Pre-Existing Adaptive Immunity to Cas9 Proteins in Humans,指出CRISPR系统中最常用到的CRISPR-Cas9也许在人体内无效,因为他们在七成人体内发现Cas9同源蛋白抗体。


这是什么意思呢?本身Cas9蛋白来自于细菌,具体来说就是来自金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)和化脓链球菌(Streptococcus pyogenes),而这两种细菌一看名字就很熟悉,因为它们都是人体的病原菌,在健康人血清中有针对它们的抗体并不奇怪。


因此斯坦福大学的Matthew H. Porteus教授就提出那么对于Cas9来说情况如何呢?结果显示在34个样品(22份脐带血样和12份健康成人外周血样)中,79%含有SaCas9抗体,65%含有SpCas9抗体。同时46%的样品中存在抗SaCas9的T细胞,抗SpCas9的T细胞暂未检测出。


这些数据表明,人体已有Cas9同源蛋白抗体,以及细胞介导的适应性免疫应答,这是CRISPR-Cas9系统进入临床试验时必须考虑的因素。


“CRISPR导致基因突变”论战持续升温


去年《Nature Methods》发表了一篇题为“体内CRISPR—Cas9编辑引发不可预测基因突变”的文章,文章发表后立即登上各大媒体头条,同时各大CRISPR技术相关公司的股价也是应声而跌。


具体内容是什么呢?爱荷华大学的Alexander Bassuk教授等人首先在细胞系中测试了四种不同的sgRNA,并挑选了活性最高的一种,用于修复小鼠体内的基因突变。后续研究也确认,这些小鼠体内的突变基因的确得到了修复。然而,在对两只接受CRISPR基因编辑的小鼠,以及一只未接受编辑的小鼠(对照组)进行全基因组测序后,研究人员观察到了比预计高出许多的基因突变。

  

Alexander Bassuk教授
研究的主要负责人之一,爱荷华大学的Alexander Bassuk教授(图片来源:爱荷华大学)


在第一只小鼠中,研究人员找到了164种插入/缺失突变(indels),以及1736种单核苷酸突变(SNVs)。在第二只小鼠中,同样出现了128种插入/缺失突变,以及1696种单核苷酸突变。相比之下,对照组带有的自发突变只有3-4种插入/缺失突变,以及90-100种单核苷酸突变。经过CRISPR编辑的小鼠,突变数上升了一个数量级。


另一个不幸的消息是,这些突变大约一半和已知基因相关。它们可能会影响蛋白编码、基因转录、或是基因调控。


研究人员指出,这项研究表明sgRNA会在目标序列之外,独立地结合其他基因组位点,带来新的突变,而这一点“令人担忧”。尽管这些接受基因编辑的小鼠目前看来一切正常,但不能排除将来出现问题的可能。


但是这项研究出来之后,两家基因编辑公司Editas药物和Intellia制药的科学家们分别写信给《自然》杂志编辑部,认为这一论文的结论完全错误,要求将该论文撤稿,并从科技文献中删除。


后记:


到底CRISPR最终是否能应用于人体临床,现在下结论还为时尚早,但是从这两年陆续得到的一些个体实验来看,这种技术值得期待。


参考文献:


Identification of Pre-Existing Adaptive Immunity to Cas9 Proteins in Humans


Unexpected mutations after CRISPR–Cas9 editing in vivo


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