基因编辑与基因治疗，你真的知道吗？

随着生命科学与技术的飞速发展，以及人类对疾病认识的不断深入，越来越多的证据表明，许多疾病都与基因的结构或功能改变有关，因而，萌生了从基因水平治疗疾病的念头和梦想。基因治疗是指通过操作遗传物质（无论是人类本身的或外源的）来干预疾病的发生、发展和进程，包括替代或纠正人自身基因结构或功能上的错乱、杀灭病变的细胞或增强机体清除病变细胞的能力等。基因治疗能从根本上治愈一些现有的常规疗法所不能解决的疾病，不仅在疾病的治疗方面，而且在疾病的预防方面发挥重要作用。近年来，基因编辑技术，如ZFNs、TALENs和最新的CRISPR/Cas9系统的相继出现给基因治疗领域面临的上述问题开辟了新的途径。

CRISPR基因编辑系统通过sgRNA上携带的靶点序列识别特定DNA序列，这种方式决定了CRISPR系统具有很强的特异性。应用该技术可以进行疾病基因突变位点的修复或者实现重要基因的功能缺失，目前该技术已经成功应用到多种遗传病的治疗研究中。2015年，Brandon等首次将CRISPR技术应用到癌症相关的基因治疗研究，他们设计了一种慢病毒载体使CRISPR系统可以被doxycycline进行诱导表达，并高效地对细胞进行编辑。应用这个系统，他们实现了对MCL-1基因在体内和体外的敲除。MCL-1基因是人淋巴瘤细胞系生长所必须的，当这个基因被敲除后，癌症细胞出现了明显的死亡。为验证体内实验的有效性，研究者对皮下移植瘤的小鼠模型接种21天后连续5天在饲料中加入诱导剂诱导CRISPR系统发挥作用，结果显示小鼠体内的肿瘤出现了明显退化和生长速度减慢的表型变化。结果表明，慢病毒CRISPR/Cas9系统高效地实现了体内CRISPR/Cas9介导的基因组编辑，通过癌基因的敲除，可以作为一种潜在的新型癌症治疗方案。

然而，对于CRISPR/Cas技术优缺点的争论，自其被广泛报道以来就不曾停止过。2014年初，Nature Methods将TALEN和CRISPR/Cas9技术评为2014年值得关注技术，同时也明确指出了CRISPR/Cas9的脱靶现象。CRISPR/Cas9系统虽然能够高效靶向修饰基因，但其较高的脱靶效应妨碍其进一步应用，特别是在临床基因治疗上应用。通过改进CRISPR/Cas9系统，利用Cas9单切口酶和成对sgRNA，在不降低基因突变效率的前提下，可有效降低CRISPR/Cas9系统在基因组上的脱靶效应。成对sgRNA的选择比较关键，两条sgRNA结合不同的DNA链，其PAM序列要以尾对尾出现，并且两个sgRNA结合的位点不能相隔太远，Cas9切口酶会在每个sgRNA结合的地方造成小小的单链切口（SSB）。而在潜在脱靶区域，单个sgRNA造成的SSB会通过碱基切除修复方式精确修复该区域，不会引入突变。

CRISPR系统方便快捷，近年来发展迅速。最近研究表明改变miRNA的表达可使肿瘤细胞恶性程度降低，因此，对重要的基因或者miRNA进行编辑或者突变具有潜在的治疗癌症的作用。随着CRISPR在临床上的逐步应用，未来很有可能针对癌症实现基因治疗，对癌症细胞的基因组进行修复，如突变、染色体变异、拷贝数变异、调控肿瘤细胞基因的表达等，从而最终实验癌症的基因治疗。（转化医学网360zhyx.com）