美科学家：CRISPR-Cas9技术对人类极具威胁 可产生大量非预期突变？

目前，中国在CRISPR-Cas9基因编辑领域已是世界公认的领导者，为基因编辑技术的发展做出巨大贡献。然而，来自美国的研究人员却通过研究证实CRISPR-Cas9基因编辑技术极具威胁性，可以导致非预期的基因位点突变，对人类具有潜在的危害。这一结论把这项技术推到了风口浪尖…

CRISPR-Cas9基因编辑技术以其简易、高效和多样化的特点迅速成为生命科学最热门的技术，特别是用于人类疾病的相关基因治疗中，被誉为现代人类医学最具潜在变革性的创举之一。

CRISPR-Cas9是细菌和古细菌在长期演化过程中形成的一种适应性免疫防御，可用来对抗入侵的病毒及外源DNA。而CRISPR-Cas9基因编辑技术，则是对靶向基因进行特定DNA修饰的技术，这项技术也是目前用于基因编辑中前沿的方法。以CRISPR-Cas9基础的基因编辑技术在一系列基因治疗的应用领域都展现出极大的应用前景，例如血液病、肿瘤和其他遗传疾病。目前，该技术成果已应用于人类细胞、斑马鱼、小鼠以及细菌的基因组精确修饰。

然而，在2017年5月来自美国斯坦福大学Mahajan课题组的一项令人震惊的研究结果表明，人们大肆宣扬的CRISPR基因编辑技术可能会在被编辑的基因组中产生数百个不必要的的突变，具有潜在的威胁性。

Mahajan的研究发现，两只受CRISPR编辑的小鼠有超过1500多个单核苷酸突变，还有超过100个非预期位点的缺失和插入。这些变异出现在动物基因组的“脱靶”部分，表明虽然CRISPR编辑可以改变生物的遗传密码、修复某些异常基因，但也可能在基因组的其他地方引入不需要的突变。研究人员认为“认真考虑这种脱靶突变的潜在危害是至关重要的”。

如果美国科学家这项研究结果是正确的，人类将不得不重新认真考虑CRISPR的安全性，特别是用于人类自己的时候。但也有科学家对此持不同意见，认为脱靶突变并不是CRISPR-Cas9基因编辑技术的问题，而是美国研究人员所用方法本身存在的缺陷。

哈佛大学和麻省理工学院的Pinello研究团队立即指出研究工作中存在严重问题。实验中的两只基因编辑的老鼠在基因上的亲缘关系要比第三只“对照”老鼠的亲缘关系更加密切。这意味着Mahajan团队发现的“意外突变”不是CRISPR的结果，而仅仅是由于选择用于研究的小鼠预先存在的遗传学问题。而且由于他们在实验中的动物样本非常小，结果不仅不可靠，而且极具误导性。

Pinello教授称：“鉴于这些实质性错误，我们敦促作者尽快修改或重新陈述其发表论文的原始结论，以避免在文献中留下误导性且无支持的论述。”来自澳大利亚遗传学家Gaetan Burgio在一篇评论中写道：“这是一篇可怕的论文，作为一名评论者，我会在第一轮评审中反驳它。这是也一个令人担忧的趋势，即来自"高影响力"期刊的对科学的炒作。”

由于科学界对原始研究结果的争议和高关注度，Nature Methods的编辑也正式声明他们对研究结果的准确性表示担忧。虽然Mahajan团队并不认同被指出的种种问题，但他们仍然十分在意。最近，Mahajan团队开始继续跟进自己的工作并重新审视此事。

在新的研究中，该团队同样对两条经过CRISPR编辑程序的小鼠进行了全基因组测序，发现基因改变之后没有任何非预期的基因变异出现，这也与该团队的第一项研究形成鲜明对比。

在为他们对这种意外突变的“合理关注”辩护的同时，作者得出了新的结论，即“在特定情况下，CRISPR-Cas9编辑可以在生物体水平上精确地编辑基因组，而不会引入大量的、非预期的、非目标突变”。最终承认他们无法复制先前有争议的结果的事实。

新研究以及勘误(更正)工作是对CRISPR的最好证明，承认“意外突变”的判断是一个错误。虽然有些人认为原始论文最终应该被撤回，但至少在现在，新的数据已经公开，我们也可以从这项研究中学到了一些更重要的东西：科学的研究方法和态度是何等重要，根据新的信息及时修正研究结果。

文 / 朱张航宇

参考文献：

1.Unexpected mutations after CRISPR–Cas9 editing in vivo, Nature Methods, 14, 547–548.

2. Corrigendum and follow-up: Whole genome sequencing of multiple CRISPR-edited mouse lines suggests no excess mutations, BioRxiv, doi: https://doi.org/10.1101/154450.

3. Study That Claims CRISPR Causes Unwanted Mutations Is Probably Wrong, BioRxiv,doi:https://doi.org/10.1101/159707.

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