艾滋病，你站住！CRISPR/Cas9給你點顏色看看

1993年，一部《費城故事》讓湯姆漢克斯榮登奧斯卡最佳男主角，以此同時也讓人們對艾滋病有了全新的認識，時至今日，艾滋病依然無法完全治癒，每年都有數百萬計的人群感染艾滋，但就像影片中那句經典台詞一樣「每個問題都有解決的辦法」，我們在理解、接受艾滋病人的同時，各領域研究人員也正在尋求全新的治療方式來徹底消滅這種致命感染。

CRISPR/Cas系統是目前發現存在於大多數細菌與所有的古菌中的一種後天免疫系統，其以消滅外來的質體或者噬菌體並在自身基因組中留下外來基因片段作為「記憶」。CRISPR/Cas系統全名為常間迴文重複序列叢集/常間迴文重複序列叢集關聯蛋白系統(clustered regularly interspaced short palindromic repeats/CRISPR-associated proteins)。CRISPR/Cas基因編輯系統非常強大，到目前為止在腫瘤、老年退行性疾病、糖尿病等領域已有廣泛的涉及，在艾滋病治療研究中，CRISPR/Cas「魔剪」也開始暫露頭角，研究結果也初現成效。

艾滋病&CRISPR/Cas9：感染靶點被「擒獲」

英國《自然·遺傳學》本月19日在線發表的一項研究顯示，美國科學家使用CRISPR/Cas9基因編輯技術，發現了對人類免疫缺陷病毒（HIV）感染不可或缺的新型基因，能預防HIV感染，同時還不會影響細胞存活性，這使得它們成為了極具前景的候選藥物或基因療法靶點。

此次，美國懷特黑德生物醫學研究所與哈佛—麻省理工學院博德研究所、麻省總醫院拉根研究所合作，通過CRISPR/Cas9基因編輯技術建立了一個T細胞庫。T細胞是HIV的天然宿主，在這個T細胞庫中，人類基因組中的絕大多數基因首先被逐個滅活（基因治療策略的一種，通過在DNA或mRNA等水平上干擾某些致病基因正常表達中的轉錄、翻譯等環節，從而封閉該基因的表達和功能）。隨後，研究團隊讓這些細胞感染HIV，並篩選了變異後能使細胞對HIV感染免疫、且不會影響正常細胞功能的基因。

本次研究總共發現了5個這樣的基因，其中兩個基因已知與HIV感染關係密切；還有3個新的基因表現突出，且在後續功能性實驗中和從健康人類捐贈者身上分離出的T細胞中分別驗證了他們的發現。此次的研究成果則極大可能會為抗HIV療法帶來高效的潛在靶點。

艾滋病&CRISPR/Cas9： CCR5基因遭「突變」

4月6日，一篇Nature揭示CRISPR/Cas9基因編輯技術可以阻止HIV病毒感染T細胞，文章作者是來自廣州醫科大學的范勇及研究小組，他們在2014年4-9月收集了總共213個人類受精卵。這些受精卵是由87名患者所捐贈，由於包含一組額外的染色體，它們不適合作為體外受精治療的組成部分用於移植。

范勇研究小組利用CRISPR–Cas9基因組編輯在一些胚胎中導入了可使得免疫細胞基因CCR5喪失功能的一種突變。一些人類天生就攜帶這種稱作為CCR5Δ32的突變，由於這一突變改變了CCR5蛋白，可阻止HIV病毒進入到它試圖感染的T細胞中，這些人能夠抵抗HIV。

遺傳分析顯示，在26個靶向人類胚胎中有4個胚胎獲得了成功的改造。但並非所有的胚胎染色體都包含CCR5Δ32突變，一些包含未經改造的CCR5，另一些則獲得了不同的突變。

范勇的研究小組在論文中寫道，儘管完成像他們這樣的人類胚胎編輯原理證明實驗非常的重要，有關生殖細胞改造的一些倫理和法律問題還在反覆討論之中。「我們認為任何試圖通過改造早期胚胎來生成轉基因人類的企圖都應嚴令禁止，直至我們能夠解決這些倫理學和科學問題。」

艾滋病&CRISPR/Cas9： T細胞HIV-1序列被刪除

3月4日，一篇發表在Nature子刊題為「Eliminationof HIV-1 Genomes from Human T-lymphoid Cells by CRISPR/Cas9 Gene Editing」文章顯示，通過採用CRISPR/Cas9基因編輯系統已能將HIV病毒從在體外培養的人T細胞的DNA中清理掉，從而為最終治癒HIV感染鋪平道路。

來自美國天普大學路易斯-卡茨醫學院（Lewis KatzSchool of Medicine at Temple University）的Khalili博士研究團隊通過採用一種全新獨特的方法：利用CRISPR/Cas9基因編輯系統特異性地靶向HIV-1前病毒DNA（整合到宿主細胞DNA中的病毒基因組）。他們的系統包括一種特異性地靶向T細胞基因組中HIV-1 DNA的嚮導RNA（gRNA），和一種切割T細胞DNA鏈的核酸酶Cas9。一旦Cas9在基因編輯過程中刪除HIV-1 DNA序列，那麼T細胞基因組的鬆散末端被該細胞自身的DNA修復機制重新連接在一起。

這次研究中，他們著重考察了HIV潛伏地和有效地感染的人CD4+ T細胞，並證實這種技術不僅將這種病毒從T細胞中清除，而且在HIV-1已被根除的T細胞中，這種系統的持續存在阻止它們再次感染。更為重要的是，他們在體外開展實驗，先將來自HIV感染者的T細胞在體外進行培養，隨後證實利用這種基因編輯系統處理這些T細胞能夠抑制病毒複製和顯著地降低病人T細胞中的病毒載量。以此同時，Khalili博士的研究團隊還解決了關於脫靶效應和毒性的問題。

Khalili博士說，「這些發現的重要性體現在多個層次上。它們證實我們的基因編輯系統能夠將HIV從CD4+ T細胞DNA中有效地清除掉，而且通過讓HIV-1基因組發生突變，從而永久性地讓它不能複製。再者，它們證實這種系統能夠讓T細胞免受再次感染，而且這種技術對T細胞是安全的，沒有毒性作用。」

手記

狡猾的HIV病毒，會藏身、能隱身，還會變異。對於徹底治癒艾滋病，目前人類還沒有好辦法。以CRISPR/Cas9為基礎的基因編輯技術，已經在一系列基因治療的應用領域展現出廣闊前景，如何利用它對付HIV病毒，也成為目前國際上的研究熱點。在科研過程中，每一項技術突破的背後，都承載著千萬艾滋病病毒感染者的期望。希望新的技術能早日給艾滋病治療帶來新的方案，最終能夠徹底攻克這種世紀瘟疫。

本文來源：轉化醫學網

本期編輯：fenger， cheery