Nature：首次！科學家利用CRISPR-Cas9，成功實現單基因遺傳病的突變基因安全修復

2017年8月2日（北京時間8月3日），由俄勒岡健康與科學大學、韓國基礎科學研究院、美國Salk生物學研究所和深圳國家基因庫合成與編輯平台合作完成的人類胚胎基因編輯最新重量級研究成果以「Correction of a pathogenic gene mutation in human embryos」為題發表於《自然》雜誌。

在中國、美國、韓國的國際合作組的通力協作下，科學家第一次成功的利用CRISPR-Cas9系統在人類早期胚胎中對導致肥厚型心肌病的基因突變進行了安全修復。

肥厚型心肌病（Hypertrophic cardiomyopathy，HCM），是以心室肌肥厚為突出特徵的原發性心肌病，患病率約為 1/500，是一種全球性疾病，也是青壯年運動員猝死的主要原因之一。多數的肥厚型心肌病均由基因突變導致，MYBPC3基因突變是最為常見的遺傳突變。利用基因編輯技術在胚胎中修復MYBPC3致病突變，為從根本上治癒該種家族性遺傳疾病帶來了希望。

在得到倫理許可的基礎之上，此項目研究人員使用正常人的卵子和攜帶MYBPC3雜合致病突變的精子體外受精產生受精卵，在早期胚胎髮育階段運用CRISPR-Cas9編輯策略對致病突變進行修復。結果證實，在早期胚胎中注射CRISPR-Cas9，利用內源野生型基因拷貝作為修復模板進行的編輯修復，能夠達到極高的修復效率，且有效地消除了胚胎嵌合的影響。

圖片來源：由華大基因提供

基因編輯的安全性問題曾引起公眾極大的關注和擔憂，建立針對該技術的安全性評估流程成為伴隨該技術發展的重要研究工作。深圳國家基因庫合成與編輯平台的研究人員運用 高深度外顯子測序對編輯後胚胎中提取出的全能型幹細胞進行檢測，在生物信息學預測的685個潛在脫靶區域進行了比較分析，結果顯示編輯並未在脫靶區域產生新的突變。針對基因組的整體評估也顯示基因編輯未對基因組的穩定性產生顯著影響。基於Digenome-Seq和全基因組測序等深度測序技術的評估也進一步分析驗證了該研究中採用的編輯方法是相對有效而安全的。該研究充分說明，測序及相關分析技術在基因編輯的安全性評估方法的建立中具有至關重要的作用。多種檢測評估方法整合的評估方案，將是編輯技術的臨床應用所必需的評估和監控保障。

該研究證實了早期胚胎編輯能夠達到較高的效率和安全性，並有效解決胚胎嵌合問題，揭示了早期胚胎編輯在單基因遺傳病安全防治方面的重大潛力，對編輯技術的應用和發展將起到重要的推動作用。同時也顯示出基因組測序在基因編輯的安全性評價，以及未來基因編輯的應用上都是不可或缺的環節。

據悉，作為該研究主要貢獻者的Belmonte教授與深圳國家基因庫保持著長期緊密的合作，並已成為深圳國家基因庫合成與編輯平台的科學顧問。通過優勢整合，目前雙方已就基因編輯技術的優化和應用拓展開展了深度合作，開發基於高深度測序技術的基因編輯效率安全評估檢測流程，以推進基因編輯技術在例如單基因遺傳病等疾病治療方面的應用探索。

參考資料：

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