【Nature子刊】小心！CRISPR疗法弄丢大量的遗传物质

来自以色列特拉维夫大学（Tel Aviv University）研究人员在近日的一项研究中警告，CRISPR（Clustered Regularly Inter-Spaced Palindromic Repeats）疗法可能会破坏基因组：“CRISPR基因组编辑方法非常有效，但它并不总是安全的。有时，染色体在裂解后无法恢复，进而破坏基因组稳定性。从长远看，这可能会引发癌症。”

CRISPR疗法可实现对DNA的裂解和编辑，已被应用于治疗癌症、肝脏疾病、肠道疾病、遗传综合征等。然而，特拉维夫大学的研究者们发现，CRISPR疗法存在一定的风险——通过观测CRISPR疗法对T细胞（免疫系统白色血细胞）的影响，研究者发现，在被干预的细胞中，有相当一部分的遗传物质受到了损失，损失比例竟高达10%。研究者解释说，遗传物质的损失将使得基因组的稳定性降低，进而可能引发癌症。

该研究由特拉维夫大学（TAU）和特拉维夫Sourasky医学中心合作完成，其研究论文于6月30日发表于《自然生物技术》（Nature Biotechnology）期刊。

https://www.nature.com/articles/s41587-022-01377-0

9%的T细胞会失去大量的遗传物质

研究人员解释说，CRISPR是一种用于编辑DNA的突破性技术——在某些位置切割DNA序列，以便删除不需要的片段；或者选择性地修复或插入有益DNA片段。该技术发展起源于10年前，已被证明在治疗一系列疾病方面有着惊人的效果——例如癌症、肝脏疾病和遗传综合征等等。2020年，首次被批准使用CRISPR的临床试验在美国宾夕法尼亚大学进行。在该临床试验中，研究人员将CRISPR技术应用于T细胞（免疫系统的白细胞）——从供体中提取T细胞，用以工程培养表达靶向癌细胞的受体；同时使用CRISPR技术来损坏编码原始受体的基因。如果这些基因不被破坏，被植入接受者体内的T细胞可能会向体内的细胞发起攻击。

而在近日特拉维夫大学的这项研究中，研究者试图探究CRISPR疗法的潜在益处是否可能被DNA切割本身所带来的风险所抵消——研究者假设，破碎的DNA并不总是能被恢复。

Ben-David博士和他的研究伙伴Eli Reuveni解释说：“我们细胞中的基因组经常出于自然原因而破裂，但通常来说它们能够自我修复，不会造成伤害。尽管如此，有时候某些染色体在破裂后无法反弹，大片甚至这个染色体由此丢失——此类染色体丢失将破坏基因组稳定性，而这常见于癌细胞中。由此我们推断，CRISPR疗法在某些极端情况下，也将促进恶性肿瘤的发展。”

为了检查基因组潜在的损伤程度，研究者重复了2020年的宾夕法尼亚州实验：在完全相同的位置（第2、7、14号染色体）对T细胞的基因组进行了切割。研究使用了先进的单细胞RNA测序技术，用以对每个细胞进行分析，并测量每个细胞内每条染色体的表达水平。

研究发现，在一些细胞中检测到遗传物质的显著损失。例如，当14号染色体被切割时，约有5%的T细胞很少或根本不表达此染色体。当第2、7、14号染色体同时被切割时，遗传物质损失程度加重——分别有9%,、10%和3%的T细胞无法对14号、7号和2号染色体断裂进行修复。

Madi博士和他的学生Ella Goldschmidt解释说：“单细胞RNA测序和计算分析使我们能够获得非常精确的结果。我们发现，三条染色体遗传物质的损伤差异是由切割点的确切位置所引起的。总体来说，这项研究表明，T细胞在通过CRISPR技术被基因剪辑后，有超过9%的T细胞会失去大量的遗传物质。”

潜在的解决方案

基于上述发现，研究人员警告说，在使用CRISPR疗法时应格外小心。针对某些特定的治疗，他们还提出了风险较小的替代性方案，并提议进一步研究两种潜在的解决方案：减少受损细胞的产生；或识别遗传物质受损的细胞并在植入患者体内之前将其移除。

Barzel博士和他的博士生Alessio Nahmad总结道：“此研究中的目的是阐明使用CRISPR疗法的潜在风险。我们做到了这一点，即使我们知道这项技术的巨大优势。事实上，在其他研究中，我们已经开发了基于CRISPR的治疗方法，包括一种十分具有前景的艾滋病治疗方法。我们甚至成立了两家公司——一家使用CRISPR，另一家可以避免该技术。换句话说，我们推进了这种高效的技术，同时警告其潜在危险。这似乎是一个矛盾，但作为科学家，我们对自己的方法感到非常自豪，因为我们相信这是科学的本质：我们不会选边站队。我们检查问题的各个方面，无论是积极的还是消极的，并寻找答案。”（转化医学网360zhyx.com）

参考资料：

https://www.nature.com/articles/s41587-022-01377-0

注：本文旨在介绍医学研究进展，不能作为治疗方案参考。如需获得健康指导，请至正规医院就诊。