「基因魔剪」安全性再遇挫折：編輯成功或意味增加患癌風險

6月11日，頂級學術期刊《自然》（Nature）子刊《自然-醫學》（Nature Medicine） 同時發表了兩篇新成果，給持續受到追捧的「基因魔剪」 CRISPR技術潑了冷水。來自瑞典卡洛林斯卡研究所和劍橋諾華生物醫學研究院的兩個研究團隊分別將關注點投到了一處：CRISPR編輯成功或增加患癌風險。

兩個團隊認為，CRISPR/Cas9基因編輯過程中造成的DNA雙鏈斷裂，會激活p53蛋白通路，引起人多能幹細胞的凋亡。反過來也就是說，經基因編輯後還能存活下來的細胞，通常存在p53功能缺陷。

p53缺陷是至今已知的與癌症相關的最普遍的基因突變。p53基因被稱為「抑癌基因」，其編碼的p53蛋白的重要作用之一是調控細胞分裂和增殖。正常情況下，一旦該基因察覺有嚴重DNA損傷或染色體結構變異的「壞」細胞，p53基因會抑制細胞的分裂，並引導細胞自殺，因此也被冠以「基因警察」稱號。

CRISPR技術的安全性再次受到質疑後，首當其衝的是幾家基因編輯領域內的公司。Editas Medicine、Intellia Therapeutics、CRISPR Therapeutics這三家在紐約納斯達克上市的公司， 6月11日當天股票均大幅下挫，跌幅分別為7.8%、9.81%和12.59%。截至6月12日，僅Intellia Therapeutics一家收住跌勢翻紅，上漲1.55%。

增加患癌風險

此前的研究發現，CRISPR/Cas9技術運用到人多能幹細胞（hPSC）時，效率通常低下，僅為其他細胞類型的1/5或1/10。然而，多能幹細胞因其具有分化成多種成體細胞的潛能，在疾病治療時被寄予厚望。

劍橋諾華生物醫學研究院致力於解釋hPSC頑固對抗基因編輯的原因。

該團隊開發出一種幹細胞系，細胞在特定條件下能表達Cas9蛋白，因而提高編輯效率，為超過80%的細胞轉入了目標序列。然而後續情況卻不樂觀，大部分細胞最終死亡，僅極少數hPSC存活下來。研究團隊還發現，僅單個位點的DNA雙鏈斷裂，就會將hPSC大概率「毒死」。

而CRISPR/Cas9系統工作過程中必不可少的一環是DNA雙鏈的打開。

研究人員在進行基因篩選後最終發現了p53的身影。隨後在細胞系中敲除p53基因，不出意外，p53的hPSC在基因編輯後生存率大大增加。在兩個不同的幹細胞系中敲除p53後，基因編輯的效率分別增加了16倍、19倍。

類似的，卡洛林斯卡研究所的研究團隊在視網膜色素上皮（RPE）細胞中進行了相關研究。他們同樣發現，CRISPR/Cas9基因編輯導致的DNA雙鏈斷裂會激活p53-p21通路，誘導細胞自殺。研究人員還發現， 「剪刀」Cas9蛋白在切斷DNA雙鏈後會在切斷位點「滯留」長達6個小時。這很可能意味著，正常的DNA損傷修復遲遲不能進行，從而加劇DNA雙鏈斷裂後的危險。

研究團隊認為，在基因編輯前後，確保p53功能正常至關重要。畢竟，如果編輯成功的前提是p53缺陷，運用到臨床治療的後果是增加患者的患癌幾率。

值得一提的是，劍橋諾華生物醫學研究院和卡洛林斯卡研究所的團隊早在2017年，已先後將論文發表在預印本雜誌bioRxiv上，當時卻並沒有引發廣泛關注。

長期籠罩的安全性陰影

當然，CRISPR技術甚至基因編輯技術，在面對質疑方面實際上已有豐富經驗。

1990年，美國正式批准開展基因治療的人體試驗，美國國家衛生院的醫生對一名4歲的重症聯合免疫缺陷病女童進行了基因治療，隨後基因治療「火」了近10年。

直至1999年，患有鳥胺酸氨甲醯基轉移酶缺乏症的美國亞利桑那州18歲男孩傑西?基辛格（Jesse Gelsinger）「運氣」不夠好，他在美國賓夕法尼亞大學參加一項基因治療臨床試驗時不幸去世。這是基因治療「開端」之後的第一例死亡案例，致死原因是基因治療過程中用到的「搬運工」病毒引發了強烈的免疫反應。

基辛格帶來的陰霾尚未褪去，2002年秋天，一項始於1997年的臨床試驗也開始傳出不好的消息。曾接受過基因治療的兒童患上了白血病，人數在不斷增加。

基因編輯技術發展步伐不曾停滯，但安全性陰影始終無法忽視。

而作為新一代門檻低、效率高的基因編輯技術CRISPR/Cas9，自2012年問世以來，也已接受過輪番質疑。

2017年5月30日，《自然》另一子刊《自然-方法》在線發表論文表明，CRISPR技術面臨的脫靶效應可能遠超人們此前的估計。哥倫比亞大學醫學中心的研究團隊通過全基因組測序發現，CRISPR技術能引起基因組內大量非靶標區的基因突變，包括1500多種單核苷酸突變和100多種大片段序列的敲入和敲除。

不過上述論斷被生物界廣泛批評，認為該發表論文存在實驗設計不科學、數據不充分等問題。2017年7月25日，《自然-方法》就該篇論文發表編輯部關注，「以提醒讀者關於其數據解讀的擔憂」。 今年 4 月 27 日，上述論文最終被撤稿。

上述質疑曾被認為是CRISPR迄今遭遇的最大安全質疑。而在1月5日，預印本雜誌bioRxiv還發表斯坦福大學研究人員的一篇文章，提到人體會對最常用的兩種Cas9蛋白（主要來源於金黃色葡萄球菌和化膿鏈球菌）有免疫反應。這也被認為給CRISPR-Cas9技術進入臨床試驗增加了一道障礙。

另外，就在不久之前的5月30日，前述提到的基因編輯領域第一梯隊上市公司 CRISPR Therapeutics 也遭遇了美國FDA「潑冷水」。 CRISPR Therapeutics曾於今年 4 月向 FDA 申請一項 CRISPR 療法研究，現被 FDA 暫停，需獲取足夠的公司信息。

CRISPR Therapeutics首席執行官Sam Kulkarni此番也表示，該研究結果看起來是有道理的。並表示，這是我們該重視的地方，尤其是目前 CRISPR 療法被應用于越來越多的疾病中。我們要確保這些編輯過的細胞不會在回輸體內後成為癌細胞。

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