更新(2018 年 4 月 3 日):2018年3月下旬,研究被正式撤回在作者無法複製這些結果之後。 你可以在這裡閱讀更多有關後果的信息。
原來的:它被譽為最在現代醫學中,帶來了前景設計師嬰兒到目前為止,CRISPR-Cas9 比任何其他技術都更接近,但風險可能比我們想像的要大。
這項可能引發基因編輯革命的技術被發現在基因組中引入了數百種意想不到的突變,科學家也發現了這一點。已經在人體中進行了測試,它敲響了一些嚴重的警鐘。
「我們認為科學界必須考慮由基因突變引起的所有脫靶突變的潛在危險,這一點至關重要。,包括單核苷酸突變和基因組非編碼區域的突變,”曾志偉說來自哥倫比亞大學醫學中心。
Tsang 和他的團隊對經過 CRISPR 基因編輯的生物體進行了首次全基因組篩選,發現與目標基因完全無關的區域可能會出現不必要的突變。
先前的研究很可能遺漏了這些突變,因為他們一直在使用電腦演算法,這些演算法旨在根據編輯的內容來識別和掃描基因組上最有可能受到影響的區域。
“當 CRISPR 在培養皿中的細胞或組織中進行時,這些預測演算法似乎做得很好,但全基因組測序尚未用於尋找活體動物中的所有脫靶效應,”團隊成員之一說道,來自愛荷華大學的亞歷山大·巴蘇克(Alexander Bassuk)。
如果你不知何故錯過了 CRISPR-Cas9 的炒作列車,我們幾年前就開始聽說它,當時這項技術已經被吹捧為“革命”,基於其對人類、其他動物和植物的 DNA 進行特定編輯的能力。
這技術作品就像一種生物「剪切和粘貼」工具,研究人員使用蛋白質來尋找特定基因並將其從基因組中剪切出來,用他們選擇的DNA 替換它- 例如,他們可以將有缺陷的基因替換為健康的基因。
與許多有前途的醫學發明不同,CRISPR 一直在繼續發揮其潛力。
近年來,它被用來進入癌症的“控制中心”,修復突變導致失明、治療遺傳疾病在活體動物中, 乃至找出導致不孕和流產的原因。
雖然已經有跡象表明「脫靶」突變發生在初步試驗,但這並沒有阻止這項技術走向人類。
首先在實際受試者使用 CRISPR, 和美國和英國也不甘落後。
事實上,一些研究人員預測它可能很快就會觸發中國和美國之間的競爭——相當於最初的太空競賽的生物醫學競爭。
賓州大學免疫治療師、明年美國 CRISPR 試驗的科學顧問卡爾·瓊 (Carl June) 表示:“我認為這將引發‘人造衛星 2.0’,一場中美之間生物醫學進展的對決。”告訴自然去年年底。
現在,研究人員發現的證據表明,CRISPR 在活體動物中引起的不必要的突變可能比我們想像的更為廣泛。
Tsang 和他的團隊對兩隻在先前的研究中接受過 CRISPR 基因編輯的小鼠和一隻健康對照小鼠的整個基因組進行了測序。
他們正在尋找與該技術相關的任何突變,包括那些僅改變單個核苷酸(作為 DNA 和 RNA 的組成部分的分子)的突變。
他們發現,該技術成功地修正了導緻小鼠失明的基因,但兩隻經過CRISPR 基因編輯的小鼠卻出現了超過1,500 個非預期的單核苷酸突變,以及超過100 個較大的缺失和插入。
“這些 DNA 突變都不是通過計算機算法預測的,而研究人員廣泛使用計算機算法來尋找脫靶效應,”團隊報告。
您可以在下面看到兩隻基因編輯小鼠的結果,包括意外的單核苷酸突變以及前兩行中較大的刪除和插入:
(T. Tsang 等人/《自然方法》)
需要明確的是,這項發現並不一定意味著CRISPR 今後不適合在人類中使用——現在需要更多的研究來看看這些結果是否可以在更大的樣本中、在人類而不是小鼠身上複製。
但這就像發現某種藥物治療可能會產生潛在的嚴重且長期的副作用,而我們的測試卻無法檢測到這些副作用。
研究人員現在敦促立即將更好的脫靶突變篩選測試應用於 CRISPR 研究。
“我們仍然對 CRISPR 持樂觀態度,”團隊成員之一說道,來自史丹佛大學的 Vinit Mahajan。
“我們是醫生,我們知道每種新療法都有一些潛在的副作用 - 但我們需要了解它們是什麼。”
該研究已被接受用於即將出版的版本自然方法。