CRISPR基因編輯「治癌」進入臨床試驗階段

川大華西醫院盧鈾團隊將進行世界首個人類CRISPR基因編輯臨床試驗的消息讓基因編輯技術再度成為公眾關注的焦點。嘗試運用「CRISPR-Cpf1」對細胞進行研究，例如用艾滋病病毒進行試驗。

　　不久前,川大華西醫院盧鈾團隊將進行世界首個人類CRISPR基因編輯臨床試驗的消息讓基因編輯技術再度成為公眾關注的焦點。基因編輯是什麼?基因編輯給人類帶來了什麼?我國基因編輯技術處於怎樣的地位?記者近日採訪了業內專家,試圖揭開基因編輯的神秘面紗。

　　神奇「剪刀」將改寫生命劇本

　　「基因編輯技術是一把人類剪切基因的『剪刀』。」中組部首批「千人計劃」特聘專家、中山大學生命科學學院教授松陽洲介紹說。

　　基因編輯技術始於上世紀80年代建立的基因打靶技術,2000年後,相繼出現ZFN、TALEN技術,可以實現基因組上的高效率定向剪切,2012年以後,第三代基因編輯技術CRISPR-Cas9出現,這一新技術精度高、成本低、操作簡單,大幅降低了技術「門檻」,全球因此掀起對基因編輯的研究試驗熱潮。

　　據介紹,包括CRISPR/Cas9在內的新基因編輯技術可快速、高效地對DNA序列進行修剪、切斷、替換或添加。由於基因編輯「能將物種DNA換成我們想要的」,人類不僅可以實現動物、植物的快速定向育種,而且能推動疾病治療的顛覆性革命,獲得「改寫生命劇本的神筆」。

　　中山大學生命科學學院教授馬文賓告訴記者,地球上的物種使用的是高度類似的基因程序系統,基因編輯技術應用前景廣闊。人有近3萬個蛋白質編碼基因,通過在模式動物中進行的逐個敲除實驗,科學家可以獲得人類基因組功能「圖譜」。

　　華大基因基因編輯部門韓序博士說,通過人類基因組計劃,人們讀取「生命代碼」,了解了一些DNA代碼的意義。「能『讀』了之後,研究者們就想知道是否能改變代碼,比如讓小麥具備抗逆性,比如消滅人類疾病。」

　　近年來,儘管仍有倫理爭議,但世界各國爭相突破原有的條條框框,積極推進基因編輯研究。2015年4月,中山大學生命科學學院教授黃軍就團隊完成了全球首次對人類胚胎進行的遺傳性致病基因的修復實驗,引發全球科學界關注。黃軍就因此獲評《自然》雜誌2015年度全球十大科學人物；2016年2月,英國弗朗西斯.克里克研究所宣布,英國人工授精與胚胎學管理局已正式批准該研究所對人類胚胎基因進行編輯技術的申請；2016年8月,四川大學華西醫院腫瘤中心胸部腫瘤科主任盧鈾團隊將開展全球首個CRISPR-Cas9基因編輯治療肺癌的臨床試驗。英國《自然》雜誌對其評價為「領先於世界其他正在進行的基因編輯試驗」。

　　松陽洲等科學家認為,由於基因編輯技術的不斷進步,全球即將進入生物技術主導的全新時代。

　　將不治之症變為「慢性病」

　　「什麼樣的基因突變導致什麼病?什麼樣的基因可以對抗什麼樣的病毒?基因編輯技術能夠讓人類更加了解自己,更精準地對DNA代碼進行控制。」馬文賓說。

　　目前,基因編輯技術已經在疾病防治、動植物育種、動物模型開發等領域展現出巨大前景。

　　在腫瘤治療領域,基因編輯的應用前景也很廣闊。美國基因編輯研究者對腫瘤方面的研究較多,在治療白血病方面,基因編輯的重要技術Car-T通過修改病人的T細胞,使之特異性識別腫瘤細胞進行清除,已取得重要進展。計划進行基因編輯治療肺癌臨床試驗的盧鈾團隊介紹說,T淋巴細胞是人體內抗腫瘤的「鬥士」,但T細胞中編碼PD-1蛋白基因卻可能「阻撓」其攻擊腫瘤細胞。盧鈾團隊通過即將進行的試驗,利用CRISPR-Cas9技術對T細胞進行基因編輯,選擇性敲除T細胞中編碼PD-1蛋白的基因,「激活」T細胞對腫瘤細胞的攻擊能力。

　　這些成就和努力都表明,基因編輯正在成為人類徹底征服癌症的重要工具。四川省人民醫院兒童血液科醫生周晨燕說,傳統臨床上應對癌症的手段主要有三種:手術、放療和化療,但手術一般只對早期癌症有效,放療和化療毒副作用大,會對病人的免疫系統造成嚴重損傷,有不少病人甚至支撐不過放化療的痛苦。「基因編輯等細胞免疫療法彌補了傳統三種治療手段的弊端,被認為是根治癌症的最大希望。」

　　在動植物育種和動物模型開發領域,很多具有優良性狀的新品種正在出現。轉基因植物成為人類重要食物來源,基因編輯鼠、基因編輯豬、基因編輯狗、基因編輯猴等科技漸趨成熟,為人類的醫學實驗、器官移植等提供了重要支撐。馬文賓說,通過對豬的「人源化」,即將豬的部分基因替換成為人類對應基因,人類將來有望獲得可靠的人源化蛋白或移植器官來源。

　　科學家們普遍認為,基因編輯將帶來人類疾病治療的「顛覆性革命」。在中山大學人類胚胎遺傳性致病基因修復實驗中,黃軍就團隊成功修復了人類胚胎中導致β型地中海貧血的基因。黃軍就說,人類的很多疾病與基因遺傳突變有關,比如地中海貧血、遺傳性眼疾、癌症、老年痴呆症等。運用基因編輯技術,人類未來可以「修正」突變的基因,根治這些疾病。

　　「目前人類對很多致命疾病的藥物治療都只是在抑制病變、延緩惡化。未來,基因編輯技術將改變這一局面,為人類找到戰勝疾病的全新路徑。」松陽洲說。

　　韓序等專家認為,不遠的未來,基因編輯技術可能會使基因診斷和基因治療成為一種閉環服務,通過檢測全基因組的方式來體檢,發現問題後,整合有效工具進行基因治療、細胞治療,將無法治癒的疾病變成能夠長期控制的慢性病。

　　我國科研水平已居世界「第二梯隊」

　　目前,世界各國對基因編輯技術都予以高度重視,國際競爭日益激烈。在這一領域,我國相關科研水平已處於僅次於美國的世界「第二梯隊」,具有比較明顯的優勢。

　　首次修改人類胚胎基因、首例基因編輯臨床試驗、首例基因敲除狗……這些「世界首創」充分表明我國基因編輯應用領域的科研能力、科研水平已經達到較高水平。一些西方研究者認為,在CRISPR/Cas9等基因編輯研究領域,中國的位置已是「世界第二」。

　　在科學家團隊儲備方面,我國同樣位居前列。馬文賓說,我國的基因編輯人才儲備全世界都是數一數二的,目前在中國大約有100多個基因編輯團隊。自然指數排行榜表明,中國生命科學方面的科研成果快速增長,在2012年到2014年之間有30%的增幅。「這說明充足的人才儲備正在對包括基因編輯在內的中國生命科學研究產生深刻影響,相關科研的潛力、爆發力都極為可觀。」馬文賓說。

　　而作為全球最大的基因編輯應用市場,我國還擁有明顯的「科技聚合」優勢。松陽洲說,近年來,一些世界頂尖基因編輯團隊都非常關注中國市場,隨著應用的演進,市場的進一步開拓,中國有望成為世界基因編輯領域的資本、人才集聚地。

　　不過,我國在基因編輯領域與世界頂尖水平也存在不少差距。主要表現在原創研究少,核心專利少,未來的技術演進受制於人。接受採訪的科學家們說,目前我國關於基因編輯技術的研究集中於開發或應用,其核心技術都來自國外。國外專利壟斷將成為中國基因編輯技術發展的瓶頸。

　　知識積累加速將迎來「大爆發」

　　「在基因編輯研究試驗領域,數據積累正在加速進行,一年的數據量是以往幾十年的總和。關鍵性突破正在實現,技術成果將迎來爆髮式增長。」馬文賓說。

　　隨著近年來關鍵技術取得突破性進展,生物技術、尤其是基因編輯領域,已成為全球學界和產業界共同關注的熱點。不少業內專家認為,當前基因編輯的發展處於重大機遇期,各國均在加強基因編輯相關研究的投入,知識積累已在爆發前夜。未來基因編輯可能在工具研究和應用研究領域取得交替突破。

　　一方面是工具研究有可能出現重大突破。今年,河北科技大學韓春雨團隊宣布發明NgAgo-gDNA技術,這是一項有別於CRISPR-Cas9的新技術。儘管這一學術成果目前仍存在許多爭議,但科學家們普遍認為,隨著數據、知識的快速積累,新工具、新技術的出現「指日可待」。

　　另一方面,基因編輯技術的應用研究前景同樣廣闊。華大基因基因編輯部主任王健舉例說,基因編輯技術目前只在遺傳信息有部分應用,未來還會擴展到RNA編輯、表觀遺傳調控等方向,「如果和影像學的發展類比,目前的基因編輯就像還處在影像學的B超、X光時期,CT、MRI還沒有開發出來,但以後一定會研究得越來越深入。」黃軍就認為,僅以當前的基因編輯工具,應用開發就存在巨大空間,而隨著科技進步和工具迭代,相關應用成果將出現爆髮式增長。

　　科學家們建議,在全球基因編輯研究的關鍵時期,我國應該科學引導公眾對於基因編輯的客觀理解,大力推動基因編輯的基礎研究,進一步拓展應用研究。當然,由於基因編輯涉及倫理問題,相關研究也應該受到嚴格監控和管理。「人類發現自身奧秘的征程必須被合理、嚴格地管控。既要防止因噎廢食導致科學停滯不前,又要防止經修改的基因成為人類基因庫中的一員,打開人為改變人類進化進程的『潘多拉魔盒』。」松陽洲說。

　　機構觀點>>>

　　上海證券表示，新一代CRISPR技術與前兩代技術相比，操作更加簡便、成本更加低廉，非常有助於基因編輯技術的商業化發展。基因編輯在基因治療、基礎研究、藥物製備、農業生產、環境保護、頻危動物救助等方面均有著非常廣泛的應用，目前，基因編輯技術的商業化應用主要包括科研、製藥和動植物產品生產等幾大領域，發展前景相當廣闊。

　　掘金11隻基因編輯概念股

　　新型CAR-T療法出現可治癒「血癌」>>>

　　據澳洲網24日報道，作為澳大利亞首個接受世界最先進的CAR-T細胞療法的人，來自阿德萊德(Adelaide)的21歲女孩柯 瑞莎(Lauren Krelshem)近日被確認已從白血病中完全康復。專家表示，各國現有110例CAR-T細胞療法的臨床試驗正在進行中，預計美國從明年開始將會允許此 療法正式被投入使用。　　腫瘤是人類健康第一大殺手，抗腫瘤藥物占藥物市場最主要份額。CAR-T 與TCR-T 作為免疫治療的最新技術，市場空間巨大，浙商證券預計我國的CAR-T市場空間至少在1000億以上。中泰證券認為，CAR-T 細胞療法仍是腫瘤精準療法之王。

　　A股上市公司中：

　　安科生物（300009）參股公司博生吉醫藥科技(蘇州)有限公司具備CAR-T細胞治療技術，目前已在血液腫瘤的臨床試驗中表現出了顯著療效。

　　佐力葯業（300181）參股公司科濟生物2015年在上海交大附屬仁濟醫院開展了全球首個肝癌細胞的CAR-T細胞臨床實驗。

　　冠昊生物（300238）公司與北京大學合作成立北昊公司，北昊公司正在參與進行CAR-T項目技術研發和產業化。

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