作者：叶子

前不久，由俄勒冈健康与科学大学生殖生物学专家Shoukhrat Mitalipov领导的中美韩三国科学家合作在《Nature》上发表了一篇题为“Correction of a pathogenic gene mutation in human embryos”的论文。科学家利用CRISPR-Cas9基因组编辑技术修正了未被植入子宫前的人类胚胎中一种和遗传性心脏疾病有关的变异。

这些结果进一步证实CRISPR-Cas9基因编辑人类生殖细胞系（卵子、精子或早期胚胎）的DNA是安全有效的。然而，在讨论临床应用之前，仍有许多问题亟待解决，包括对其他变异的试验是否也会得出这些结果。

理论上完全治愈肥厚型心肌病

研究人员针对一种名为MYBPC3的基因突变，这种突变会导致肥厚型心肌病，患病率约为 1/500，它能导致心原性猝死和心力衰竭，同时也是年轻运动员猝死的主要原因。只要父母一方携带的MYBPC3基因中出现变异，就能导致肥厚型心肌病。

现在阻止变异传给下一代的方法是胚胎植入前遗传诊断（PGD）。在诊断后，挑选出没有有害变异的胚胎，然后在体外受精周期中进行胚胎移植。而近来的CRISPR-Cas9的发展让这些技术可能被用于修正人类胚胎中的致病变异，以此来增加可移植胚胎的数量。

实验通过从一个有MYBPC3突变男子的精子开始，再从12名健康女性体内获取卵子，制造出了存在MYBPC3突变的胚胎。然后，研究人员用CRISPR技术把突变后的基因给剪了下来，换上了正常基因。

已受精的受精卵（S期）

早期的卵母细胞（M期）

结果在58个胚胎中，有42个完全消除了基因突变，成功率高达72%，而且在后面几天的发育中没有出现不想要的突变。大多数情况下，通过参照未患病捐赠者的这一基因的未变异版本，这些损伤很快被修复了。结果，大约三分之二的定向胚胎包含MYBPC3基因的两个无变异版本。也就是说，如果这些胚胎发育成人，不但自己不会得病，而且也不会传给下一代致病的基因突变。

CRISPR的潜力

在这项研究发表之前，中国的一些科研团队已经报道了使用CRISPR-Cas9改变人类胚胎中的疾病相关基因的研究。瑞典和英国也正在开展这项工作，研究人类胚胎发育的早期阶段。该研究旨在了解基本的生殖和发育生物学，以及解除早期流产的一些原因。

但该研究解决了CRISPR用于人类基因的两个障碍：脱靶突变和胚胎嵌合。对生物信息学预测的685个潜在脱靶区域进行了比较分析，结果显示编辑并未在脱靶区域产生新的突变。而对于胚胎嵌合作者也找到了解决的办法，胚胎的变异基因修正。

在之前的研究中，都是先对卵子进行受精，再注射进Cas9酶和向导RNA进行基因编辑，但这种方法效率低下，因为后期胚胎混杂了被修复和未经修复的细胞，即出现了嵌合体现象。但在这次的研究中，基因修正成分和精子一起被注射进卵子中进行变异基因的编辑（就是在M期进行），结果显示72.4%的胚胎都没有出现MYBPC3变异基因。

临床之路还很长

虽然世界各地的CRISPR专家对这项成果都表示了肯定，但同时指出了许多限制。澳大利亚国立大学遗传学家Gaetan Burgio认为，这项研究的范围是非常有限的，还不太可能用CRISPR来替代现在所用的胚胎植入前遗传诊断。

因为目前来看，虽然没出现脱靶效应，但在大约25%的时间里都观察到了在靶位点上插入或删除少量碱基对的情况。虽然对于以前的技术来说，已经是个长足的进步，但如果用于临床的话，这个数字还是太高。

但是，改进和验证这种治疗方法将需要冗长的临床试验，目前FDA已经明确表示不会考虑批准生殖系编辑研究。接下来就要看其他国家的了。

欢迎投稿

tougao@helixlife.com.cn

合作微信：helixlife6