美國的研究人員已開始使用一種名為CRISPR的工具，編輯患有毀滅性疾病的成年人的基因。中國已經啟動了多項CRISPR人體試驗。去年，中國研究人員賀建奎使用相同的工具對雙胞胎女嬰在胚胎時期進行了基因編輯，引發了全球抗議。人們對美國或中國的其他CRISPR試驗的擔憂要少得多，部分原因是接受治療的成年人的基因改變不會傳遞給後代。“如果做得好且謹慎，說實話，我並不太擔心，”英國遺傳學家和幹細胞科學家羅賓·洛弗爾-巴傑在談到在這些新試驗中使用CRISPR時說。
即便如此，對於現在推進這項技術是否為時過早，仍然存在疑問。CRISPR有時會意外編輯並非有意要改變的基因。人們擔心這種“脫靶編輯”可能會導致其他健康問題，包括癌症。在英格蘭弗朗西斯·克里克研究所擔任研究組組長的洛弗爾-巴傑表示，事情總是可能出錯，但CRISPR已在實驗室研究中得到充分審查，現在是在成人身上測試該工具的合理時機。
CRISPR技術從實驗室中的一個想法發展到十年內進入人體試驗，這說明了該技術的優雅和多功能性，”CRISPR Therapeutics公司的執行長薩姆·庫爾卡尼說，該公司是正在人體中測試基於CRISPR的基因編輯方法的兩個團隊之一。
關於支援科學新聞業
如果您喜歡這篇文章，請考慮透過以下方式支援我們屢獲殊榮的新聞報道 訂閱。透過購買訂閱，您將幫助確保有關塑造我們當今世界的發現和想法的具有影響力的故事的未來。
首次CRISPR人體試驗於2016年在中國進行，當時四川大學的醫生盧鈾將基因編輯過的細胞注入了一名肺癌患者體內。從那時起，中國的其他試驗也取得了進展，儘管對其瞭解不多。
今年年初，庫爾卡尼的公司與Vertex Pharmaceuticals合作，開始測試 CRISPR基因編輯對鐮狀細胞病和β-地中海貧血症患者的影響：研究人員正在編輯從每位患者身上提取的血細胞中的基因，然後將其替換以恢復正常的血紅蛋白，血紅蛋白負責在全身輸送氧氣。
7月下旬，製藥巨頭Allergan和基因組編輯公司Editas Medicine宣佈，他們已準備好招募受試者參加一項臨床試驗，以治療最常見的兒童遺傳性失明之一，稱為萊伯先天性黑蒙10型。這些公司聲稱，該試驗是首次使用CRISPR在體內編輯基因。眼睛被認為是測試該技術相對安全的地方，因為在那裡進行的改變不應影響其他區域。
除了CRISPR之外，其他幾種基因編輯技術已經獲得了聯邦批准，包括Luxturna，用於治療另一種萊伯先天性黑蒙，Zolgensma，用於治療脊髓性肌萎縮症——一種使人衰弱且通常致命的退行性肌肉疾病——以及Kymriah，該療法已獲准用於治療某些血癌。
美國的兩個團隊都表示，他們選擇CRISPR是因為他們認為這是完成這項工作的最佳工具。CRISPR（即成簇的規律間隔的短迴文重複序列的縮寫）本質上是一對分子剪刀，包含DNA序列和酶的家族。細菌招募CRISPR來剪斷入侵病毒的DNA。使用分子嚮導，該工具可以破壞DNA鏈，使其失去功能或迫使修復以糾正遺傳突變。
“我們有理由相信，我們正在採取的方法有可能對患者非常有價值，”Vertex的首席科學官大衛·奧特舒勒說。“我們還繼續改進我們正在做的各個方面。”
Vertex和CRISPR Therapeutics進行的基因編輯將抑制一種名為BCL11A的基因，這將重新啟動胎兒血紅蛋白的產生，胎兒血紅蛋白是一種有助於胎兒血液保持氧氣的血紅蛋白。即使是從父母雙方遺傳了鐮狀細胞基因的人也會產生胎兒血液（否則他們就無法存活到出生），因此重新啟用胎兒血紅蛋白應該可以讓他們過上正常、健康的生活，奧特舒勒說。
這些編輯是在從體內取出並在患者接受清除患病血液前體細胞的手術後重新插入的血細胞上進行的。基因編輯是暫時的，並且編輯過的血細胞在重新插入之前會進行質量檢查，從而最大限度地減少意外基因編輯的風險，奧特舒勒說。
然後，編輯過的細胞在骨髓中生長，並開始製造健康的紅細胞，這些紅細胞不會“鐮刀化”，因此它們不會粘附在血管內壁上，切斷血液迴圈並引起危險的疼痛危機。研究表明，天生患有鐮狀細胞病並且具有允許他們持續產生胎兒血紅蛋白的基因突變的人不會患上這種疾病。骨髓移植可以讓患者產生健康的血細胞，鐮狀細胞病在接受骨髓移植的患者中不會復發——這是目前唯一可以治癒該疾病的方法，但只有少數人可以使用。奧特舒勒表示，這一結果讓他有信心，基因編輯有可能為患者提供有意義的終身益處。
Editas的首席科學官查爾斯·奧爾布賴特表示，他的公司也相信它能夠提供安全有效的治療方法。“我們進行了一系列臨床前研究，增強了我們對如何使用該藥物的理解，並且我們很有可能提供治療益處，”他說，並引用了該公司今年年初發表在《自然醫學》上的一項研究。
由於治療的目標窄範圍地針對感知光線的細胞，即光感受器，因此任何意外的基因編輯都不應引起廣泛的問題，奧爾布賴特說。患者將在視網膜後方接受注射，這將把基因編輯機制傳遞給光感受器。編輯旨在恢復基因的正常功能，並且這種校正將隨著光感受器的分裂和產生“子”細胞而傳遞下去。
“基因療法和基因編輯的偉大之處之一是，你真正針對的是這些患者的分子缺陷，”奧爾布賴特說。“如果這有效，那就是治癒。之所以這樣認為，是因為我們正在解決導致問題的根本缺陷。”
對於視力受限多年的成年人來說，該療法預計效果較差；Editas計劃在證明初步安全性後，開始在三歲以下的兒童中測試該方法。該公司將測試三種劑量的基因編輯機制，出於安全原因，一次治療一隻眼睛，以檢視哪種劑量提供最佳效果和最少的副作用，奧爾布賴特說。
這些試驗沒有引起去年雙胞胎女嬰事件那種爭議，原因有很多。首先，只有對卵子、精子和胚胎的編輯才能傳遞給後代，因此為這些臨床試驗所做的改變將止於患者。在有爭議的中國研究中，賀建奎在受精後立即編輯了基因，改變了身體中的每個細胞，包括生殖細胞，因此女孩自己的孩子可以繼承她們最終獲得的任何突變。（科學家們仍然不確定是否存在意外的編輯，也不確定這些改變——在兩者之間是不完善且不一致的——可能會如何影響女孩的成長。）
此外，包括洛弗爾-巴傑在內的許多研究人員批評了賀建奎編輯CCR5基因的決定，當人們天生缺少兩個複製時，該基因可以賦予抵抗HIV的能力。雙胞胎的父親感染了艾滋病毒，賀建奎說他試圖保護女孩免受病毒感染。但洛弗爾-巴傑說，還有其他方法可以預防這種傳播，而且對女孩進行的編輯並沒有產生與天生具有雙重突變的人完全相同的基因序列。在目前的試驗中，兩個目標基因都與缺乏良好替代療法的嚴重疾病有關。
最後，洛弗爾-巴傑說，這兩個合作團隊所做的工作都經過了多年的動物研究和美國食品和藥物管理局的指導的仔細審查。相比之下，據報道，賀建奎沒有告訴他的醫院或研究機構他正在進行實驗——這被認為是嚴重違反醫療協議的行為。研究人員表示，他從雙胞胎的父母和另一對夫婦那裡獲得的同意書並不符合普遍標準，他基因編輯了這對夫婦的胚胎。
洛弗爾-巴傑指出，早期試驗總是存在一些風險。但重大的治療進展取決於願意承擔這些風險的患者。“很高興看到一些患者有足夠的勇氣嘗試創新步驟來尋找治癒方法，”他說。