一次治癒！CRISPR基因編輯技術或將永久消除某些遺傳病

本傑明·多普瑞在9歲時上樓梯不扶著欄杆就很費勁，隨後到醫院被診斷為杜氏肌營養不良（也稱假肥大型肌營養不良）。但很幸運，24歲的他已經活得比其他許多同類患者更久。醫生當時只告訴他這是一種無法治癒的絕症，但並沒有教他該怎麼辦。那些經過他輪椅的女孩絲毫不會注意到他，也沒有朋友給他打電話聊天，只有媽媽和他相依度日。

為了度過一年又一年的生日，他會和媽媽討論哪些事情不能做。多普瑞就這樣「苟且」度過了高中生活。考上大學後，雖然讀上了他喜歡的生物化學專業，距離他「當一名遺傳諮詢師」的夢想也越來越近，但疾病的困擾還是讓抑鬱症纏上他。

多普瑞的患病原因在於，他體內缺乏一種抗肌肉萎縮的蛋白，二頭肌、小腿和胸腹腔間的橫膈膜會逐漸退化成脂肪樣物質，最後不得不依靠呼吸機維持生命，直到心臟停止跳動。

控制抗萎縮蛋白合成的基因含有79個外顯子，每個外顯子指令合成該蛋白的一種組成部分，因此是人類和自然界中最大的基因，其變異方式千奇百怪。多普瑞的問題是他的基因內有一個假性外顯子，其中的一個鹼基「T」被「G」錯誤取代，這種變異跟其他病人都不一樣，目前為止，科學家就在多普瑞一人體內檢測出這種基因變異。

改變思維：精準編輯任何基因

多普瑞會時不時幻想，如果這個微小錯誤不存在了，自己的生活該變得多美好！去年12月，他了解到，一種叫做CRISPR的基因編輯技術能讓他的這個夢想成真。

幾個月前，德克薩斯大學西南醫學中心的生物學家艾瑞克·奧爾森抽取了多普瑞的血樣。很快，奧爾森的實驗室告訴他：正如科學家預測的那樣，CRISPR是最有可能治癒他的方法。

奧爾森團隊在實驗室對多普瑞的細胞進行了基因編輯，剪掉了致病的假性外顯子，編輯過程一步完成，只花了三天時間。多普瑞同研究團隊一起通過顯微鏡看見了他的細胞被抗肌萎縮蛋白完美包圍。多普瑞表示：「我本來不抱很大希望的，但當看見的瞬間，還是忍不住大聲『哇』地叫了出來。」

「CRISPR能夠精準容易地編輯任何基因組」——這樣的認知正在改變人們的思維方式。科學家們爭相在實驗室開展相關試驗，描述這一技術新用途的相關科學論文每天平均發表8篇，甚至有人開展用該技術來設計某種外貌特徵的嬰兒，還有人開展編輯蚊蟲基因以便讓它們滅絕的試驗。

但CRISPR要想真正讓人信服，還需發揮它能夠治癒多普瑞這類病人的潛力。一些初步研究表明，這一基因編輯技術能提供癌症治療、阻止HIV和肝炎病毒傳染，甚至逆轉失明和聾啞癥狀的新方法。奧爾森表示，CRISPR技術遠超我們的想像，必將帶領我們走得更遠。

超越傳統：基因療法版本升級

科學家現在已經知道有5000多種遺傳變異與基因編碼錯誤有關，測序技術每年能幫助發現300多種類似病因，這些疾病甚至有些只有10億分之一的患病幾率。杜氏肌營養不良卻是一種比較常見的遺傳病，大約每4000個男孩中就有一人患病，女孩通常只是隱性攜帶者。

基因編輯或許是消除這類疾病的唯一方法，只需一次治療就可長期改變病人的DNA。CRISPR更是超越了30年來利用病毒將基因指令插入活體細胞內的傳統基因療法，對於抗肌萎縮蛋白來說，因其所含外顯子太大，根本無法把它裝入病毒載體內，傳統基因療法已經無計可施，但CRISPR能精確實施DNA剪切，許多疾病只要把錯誤基因剪切就行，無需加入新的基因，因此通過刪除基因代碼，CRISPR將大範圍治療更多疾病，許多醫生將其稱為「基因療法2.0」。

經過30年的研究，目前只有兩種基因替代療法在歐洲獲得通過，用以治療遺傳疾病。但奧爾森堅信，CRISPR是治癒杜氏肌營養不良的最佳選擇。今年初，他通過老鼠實驗證明，向老鼠靜脈注射含有CRISPR成分的病毒載體，成功修復了其肌肉萎縮的變異，「一旦人體試驗有效，這種疾病將可能被完全治癒。」

人體試驗：兩年之內或能展開

奧爾森表示，他將在兩年內開展杜氏疾病的首批人體臨床試驗，可能是只有幾個男孩參與的小規模試驗。他還將與美國兒童醫院基因療法研究中心的傑瑞·門德爾合作，在一年內開展針對猴子的試驗，為人體臨床做好準備。研究人員都在期待他們的試驗能帶來令人振奮的效果。

一直在跟進實驗進展的多普瑞對治癒自己並沒有抱很大希望。他知道研究還要幾年時間，而且因為他的變異獨一無二，需要研究人員專門為他設計療法。「相對於治療我的疾病，我更加關注這一研究的科學意義。」但他的媽媽加入了跟多普瑞患有相同疾病的家長們組建的社交群，家長們總是在問，什麼時候才能加入臨床試驗。

不只有這些病人和家長在焦急地關注，無數癌症、艾滋病和鐮狀細胞性貧血等患者也在關注著奧爾森實驗室，以及CRISPR技術能否開創一個全新的醫療時代？

治療局限：只能刪除不能加入

CRISPR大大簡化了基因編輯過程，但其用於治療人類疾病卻要另當別論。科學家們只能用它來精準刪除基因的某個關鍵部分，並不能加入正常基因完成修復，也就是說，它不能簡單地完成兩個基因代碼的互換。因此這一技術目前只能用來研究那些只需刪除錯誤基因就能消除癥狀的病情，杜氏疾病就是其中一個，另一個是鐮狀細胞性貧血，這種病在非洲裔美國人中比較常見的疾病。

以前，醫學研究人員對後者關注相對較少，隨著認識到僅刪除其中的變異部分就能獲得治癒效果，關注的人群越來越多。專註於鐮狀細胞病變多年的米切爾·威斯現在每天都會接到基因編輯公司打過來的電話，要求與他合作開展基因療法試驗。

在研究過程中，除了要檢測出刪除遺傳變異能否治癒疾病外，還要找到方法將CRISPR的指令載入體內。目前大多數實驗室還是選擇病毒作為載體。

CRISPR在某些身體部位刪除基因更容易，比如刪除血細胞中的基因最簡單，只要把這些細胞從體內抽出來，刪除基因後再輸入回去即可。只要你敢想，或許有一天可以用CRISPR來改寫人腦內的基因，以治療各種神經性病變。

奧爾森表示，利用CRISPR僅刪除某個關鍵變異，就能治癒約80%的肌萎縮病例。他們目前正在開展的是針對外顯子-51的試驗，刪除這一外顯子能治癒13%的杜氏肌萎縮患者。

現在最大的未知是，CRISPR能否編輯人體內足夠數量的肌肉細胞併合成足夠數量的抗萎縮蛋白。人體40%的物質由肌肉組成，包括心肌、臀大肌和二頭肌等，含有數十億細胞。到目前為止，奧爾森已經成功在5%到25%的肌肉纖維中生成了抗萎縮蛋白，即使不能治癒，編輯15%的肌肉細胞也足以緩解患病男孩的肌萎縮癥狀。

龜兔賽跑：「烏龜」終將獲得勝利

奧爾森設計的杜氏疾病人體臨床試驗已經獲得一項商業支持，Editas公司將委託他與杜克大學合作，但具體試驗日期還不願公開。這家最知名的CRISPR公司一直都很低調，雖然基因編輯技術具有很大潛力，但證明其是否有效往往要花十來年時間。公司經常會收到絕望的父母發來郵件詢問：「CRISPR能治好我的孩子嗎？」理論上答案是肯定的，現實中卻只能給出令人失望的回答：「聽到你兒子患病我很難過。很不幸，我們還在初期臨床階段，人體試驗還無法開展。」

另外，某個CRISPR療法往往針對某類特殊的基因變異進行剪切，因此可能只會治癒少數人甚至某個人。比如多普瑞，他的基因變異獨一無二，因為不在外顯子-51附近，他不能參與奧爾森即將開展的第一批CRISPR臨床試驗，只能等待針對他的錯誤外顯子基因的CRISPR療法。通過與奧爾森的接觸，多普瑞仍然看到了治病的希望之光。「雖然只是針對我一個人的療法，但因為一次就能治癒，可能費用不會太貴吧。」

但是會有人針對某個人設計藥物試驗嗎？誰為試驗買單？這個以前沒有遇到的空白領域還需深思熟慮和廣泛討論。或許與終身服藥、輪椅生活、不能獨立等相比，一次性CRISPR療法即使花費數百萬美元也不為貴。

就像基因療法1.0經過30年發展還沒廣泛使用，如果把CRISPR療法看做龜兔賽跑中的烏龜，而不是兔子，雖然過程會慢，但最終會勝利到達終點。醫生本來預計多普瑞不會活過19歲，但他已經24歲，或許10年後他還好好活著。「到時他一定能接受治療。」多普瑞媽媽的眼神中充滿著期待。

圖片來自科技日報

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