更新(2018 年 4 月 3 日):2018年3月下旬,研究被正式撤回在作者无法复制这些结果之后。 你可以在这里阅读更多有关后果的信息。
原来的:它被誉为最在现代医学中,带来了前景设计师婴儿迄今为止,CRISPR-Cas9 比任何其他技术都更接近,但风险可能比我们想象的要大。
这项可能引发基因编辑革命的技术被发现在基因组中引入了数百种意想不到的突变,科学家们也发现了这一点。已经在人体中进行了测试,它敲响了一些严重的警钟。
“我们认为科学界必须考虑由基因突变引起的所有脱靶突变的潜在危险,这一点至关重要。,包括单核苷酸突变和基因组非编码区域的突变,”曾志伟说来自哥伦比亚大学医学中心。
Tsang 和他的团队对经过 CRISPR 基因编辑的生物体进行了首次全基因组筛选,发现与目标基因完全无关的区域可能会出现不需要的突变。
以前的研究很可能遗漏了这些突变,因为他们一直在使用计算机算法,这些算法旨在根据编辑的内容来识别和扫描基因组上最有可能受到影响的区域。
“当 CRISPR 在培养皿中的细胞或组织中进行时,这些预测算法似乎做得很好,但全基因组测序尚未用于寻找活体动物中的所有脱靶效应,”团队成员之一说道,来自爱荷华大学的亚历山大·巴苏克(Alexander Bassuk)。
如果你不知何故错过了 CRISPR-Cas9 的炒作列车,我们几年前就开始听说它,当时这项技术已经被吹捧为“革命”,基于其对人类、其他动物和植物的 DNA 进行特定编辑的能力。
这技术作品就像一种生物“剪切和粘贴”工具,研究人员使用蛋白质来寻找特定基因并将其从基因组中剪切出来,用他们选择的 DNA 替换它 - 例如,他们可以将有缺陷的基因替换为健康的基因。
与许多有前途的医学发明不同,CRISPR 一直在继续发挥其潜力。
近年来,它被用来进入癌症的“控制中心”,修复突变导致失明、治疗遗传病在活体动物中, 乃至找出导致不孕和流产的原因。
虽然已经有迹象表明“脱靶”突变发生在初步试验,但这并没有阻止这项技术走向人类。
首先在实际受试者中使用 CRISPR, 和美国和英国也不甘落后。
事实上,一些研究人员预测它可能很快就会触发中国和美国之间的竞争——相当于最初的太空竞赛的生物医学竞争。
宾夕法尼亚大学免疫治疗师、明年美国 CRISPR 试验的科学顾问卡尔·琼 (Carl June) 表示:“我认为这将引发‘人造卫星 2.0’,一场中美之间生物医学进展的对决。”告诉自然去年年底。
现在,研究人员发现的证据表明,CRISPR 在活体动物中引起的不需要的突变可能比我们想象的更为广泛。
Tsang 和他的团队对两只在之前的研究中接受过 CRISPR 基因编辑的小鼠和一只健康对照小鼠的整个基因组进行了测序。
他们正在寻找与该技术相关的任何突变,包括那些仅改变单个核苷酸(作为 DNA 和 RNA 的组成部分的分子)的突变。
他们发现,该技术成功地纠正了导致小鼠失明的基因,但两只经过 CRISPR 基因编辑的小鼠却出现了超过 1,500 个非预期的单核苷酸突变,以及超过 100 个较大的缺失和插入。
“这些 DNA 突变都不是通过计算机算法预测的,而研究人员广泛使用计算机算法来寻找脱靶效应,”团队报告。
您可以在下面看到两只基因编辑小鼠的结果,包括意外的单核苷酸突变以及前两行中较大的删除和插入:
(T. Tsang 等人/《自然方法》)
需要明确的是,这一发现并不一定意味着 CRISPR 今后不适合在人类中使用——现在需要更多的研究来看看这些结果是否可以在更大的样本中、在人类而不是小鼠身上复制。
但这就像发现某种药物治疗可能会产生潜在的严重且长期的副作用,而我们的测试却无法检测到这些副作用。
研究人员现在敦促立即将更好的脱靶突变筛选测试应用于 CRISPR 研究。
“我们仍然对 CRISPR 持乐观态度,”团队成员之一说道,来自斯坦福大学的 Vinit Mahajan。
“我们是医生,我们知道每种新疗法都有一些潜在的副作用 - 但我们需要了解它们是什么。”
该研究已被接受用于即将出版的版本自然方法。