發(fā)布日期：2018-01-11

圖片來源：Nature

CRISPR基因編輯技術(shù)自2013年以來就一直是研究熱點，在疾病治療上被寄予厚望。現(xiàn)在，這一發(fā)表在bioRxiv（尚未進行同行評議）上的最新研究卻揭示，人體自身的免疫系統(tǒng)會影響基于CRISPR的基因療法的效果。這一風(fēng)險可能會導(dǎo)致治療失敗，甚至于引發(fā)其他副作用。

Nature期刊對這一最新研究發(fā)表評論

何為CRISPR/Cas9？

CRISPR/Cas9天然存在于大多數(shù)細(xì)菌和古細(xì)菌中，是一種天然免疫系統(tǒng)，用于抵抗入侵的病毒及外源DNA。該系統(tǒng)的關(guān)鍵在于Cas酶在引導(dǎo)RNA（gRNA）的指引下負(fù)責(zé)切割特定的DNA序列。

近兩年，科學(xué)家們利用該技術(shù)實現(xiàn)了基因刪除、插入、激活、大片段以及染色體敲除等可能，得益于這些操作，CRISPR技術(shù)在糾正致病突變、尋找癌癥免疫療法的必需基因、解決器官異種移植關(guān)鍵難題等領(lǐng)域創(chuàng)造了多個突破和成果。

最新研究：Cas酶引發(fā)免疫反應(yīng)

但是，斯坦福大學(xué)的兒科血液學(xué)專家Matthew Porteus、Kenneth Weinberg帶領(lǐng)團隊發(fā)現(xiàn)：外源的Cas9蛋白會引發(fā)持久的免疫反應(yīng)。他們分析了22名嬰兒、12名健康成年人血液樣本，以檢測免疫系統(tǒng)對兩種最常用Cas9酶的反應(yīng)。

結(jié)果顯示，79%的研究對象機體內(nèi)存在對抗SaCas9酶（來源于Staphlococcus aureus細(xì)菌）的抗體，另外，65%的參與者體內(nèi)表達有針對SpCas9酶（來源于Streptococcus pyogenes細(xì)菌）的抗體。

在類似的研究中，13名成年人中46%會產(chǎn)生攻擊SaCas9酶的T細(xì)胞。雖然在其他類型的Cas9酶試驗中并沒有發(fā)現(xiàn)類似的免疫反應(yīng)，但是研究人員表示，這或許與有限的檢測標(biāo)準(zhǔn)有關(guān)聯(lián)。

這意味著，機體內(nèi)特定的抗體會與血液中的Cas9酶結(jié)合，阻止其發(fā)揮編輯作用。靶向Cas9酶的T細(xì)胞會摧毀表達該蛋白的細(xì)胞，從而消滅被“糾正”的細(xì)胞，降低療效的同時可能會引發(fā)更嚴(yán)重的免疫反應(yīng)。

CRISPR治療疾病？沒有那么簡單

雖然CRISPR潛力很大，但是卻面臨很多未知。去年8月，張峰團隊在Nature期刊發(fā)文表示，個體基因組的差異可能會阻礙Cas9酶作用于正確的基因目標(biāo)，從而削弱CRISPR技術(shù)精準(zhǔn)編輯人類基因組的能力。遺傳變異會讓CRISPR 系統(tǒng)無法編輯目標(biāo)DNA，甚至于編輯錯誤的位點。

除了基因組不同之外，免疫系統(tǒng)也同樣存在個體差異。但是，科研界對CRISPR背后的免疫排斥風(fēng)險關(guān)注度相對較小。

在基因療法領(lǐng)域，不少患者在接受治療之前需要提前篩查免疫系統(tǒng)對病毒載體的反應(yīng)。因此，美國一家致力于基因編輯研發(fā)的Intellia Therapeutics公司正在以嚙齒類、靈長類動物為模型，評估免疫系統(tǒng)對CRISPR療法的影響。

并不是“潑冷水”

2016年，Matthew Porteus帶領(lǐng)團隊完成了CRISPR基因編輯技術(shù)治療鐮刀形細(xì)胞貧血癥的嘗試——他們從患者體內(nèi)采集干細(xì)胞，利用CRISPR糾正造成鐮狀細(xì)胞貧血病的基因突變，再將這些重新恢復(fù)正常（生成正常紅細(xì)胞）的干細(xì)胞回輸至小鼠體內(nèi)。因為CRISPR編輯工作發(fā)生在體外，所以，這一治療策略似乎不太可能受到免疫系統(tǒng)的干擾。

現(xiàn)在，Matthew Porteus希望這一最新研究能夠讓大家重視免疫排斥問題。他認(rèn)為，規(guī)避這一風(fēng)險有潛在的解決方案——開發(fā)一個不會感染人類Cas9系統(tǒng)；改造Cas9酶，使其免于免疫系統(tǒng)的攻擊。

參考資料：

How the immune system could stymie some CRISPR gene therapies

來源：生物探索