為什麼全球那麼多牛人都開始談論基因編輯？看完這些濃縮乾貨你就知道了！

　　先是Editas宣布在2017年開展CRISPR基因編輯人體實驗；大家的興奮勁兒還沒過，從Great Ormond Street兒童醫院又傳出基因編輯「治癒」白血病的爆炸性新聞；緊接著王力宏同學開始在微博上推介CRISPR基因編輯技術。基因圈那些苦逼的創業青年們抱頭痛哭，「我們終於找到代言人了」。基因真的就這樣火了！

　　在CRISPR誕生之前，「基因編輯」一詞僅存在於科研人員的世界裡；在CRISPR誕生之後，「編輯生命」似乎變得觸手可及，於是才會有今天人盡皆知的局面。近期臨床和實驗室的研究進展再次表明，基因編輯斗得過癌症和艾滋，還要去治療失明。

　　基因編輯這種「上得了廳堂，下得了廚房」的能力，依賴于于它強大而穩定的「關閉」、「恢復」和「切換」三大技能。

　　「關閉」一個基因，打開生命之門

　　2015年11月5日，Waseem Qasim對外宣布，他們利用Cellectis公司經ZFNs基因編輯技術改造的UCART19細胞株，成功緩解了Layla的不治之症--急性淋巴細胞性白血病（ALL）。

　　NBCNEWS的報道

　　急性淋巴細胞性白血病的主要特徵為，免疫淋巴細胞在骨髓內異常增生，導致人體造血功能紊亂，以及大量器官被侵犯。一般情況下，可以通過放化療以及骨髓移植，有效的殺死異常增殖的免疫淋巴細胞，最終達到緩解或者治癒的目的。據統計，Layla這個年齡（1歲左右）患上急性淋巴細胞性白血病的治癒率為25%，但是Layla顯然屬於那不幸的75%，她在接受放化療以及骨髓移植之後，病情仍舊沒有得到緩解。Layla顯然被傳統的治療手段「拋棄」了。就在這種情形下，Layla的父母決定讓Layla嘗試基因編輯療法，儘管這種治療急性淋巴細胞性白血病的方法只在小白鼠身上用過。

　　幸運的是Layla最終轉危為安。因此才有了前幾天「基因編輯技術成功治癒白血病女孩」的文章席捲朋友圈。但是，Cellectis公司的Qasim卻謹慎地說，「對白血病患者來說，這種治療方法並不是長久之計，實際上它（基因編輯）更像是『緩兵之計』，在找到合適的配型之前，這種方法起到『橋樑』的作用」。

　　Qasim在言辭間分明在告訴我們，「緩解Layla病情的不止基因編輯」。還有傳說中的CAR-T技術（Chimeric Antigen Receptor T-Cell Immunotherapy，嵌合抗原受體T細胞免疫療法）。

　　Cellectis公司基於ZFNs基因編輯的CAR-T技術

　　Layla的醫生髮現，在異常增殖的免疫淋巴細胞表面有CD19蛋白，這個蛋白可以被CAR19蛋白識別，但是沒能找到攜帶CAR19蛋白的合適供體。最終，Layla的醫生跟Qasim取得聯繫，Qasim開發的UCART19細胞（有CAR19蛋白）成為Layla唯一的希望。UCART19細胞儘管具備殺滅Layla體內惡性細胞的能力，但是也不是Layla合適的配型。

　　UCART19細胞的厲害之處在於，Qasim利用ZFNs基因編輯技術「關閉」了導致排異反應的關鍵基因，這樣一來UCART19就可以安全輸入Layla體內。讓人感到驚喜的是，UCART19將Layla體內惡性增殖細胞消滅乾淨了。至此UCART19的任務全部完成，Layla已經完成了新一輪的骨髓移植（此時有沒有CAR19蛋白已經不重要了）。目前看來Layla已經「痊癒」了，但只有經過一兩年時間的考驗之後，我才敢去掉那個引號。

　　「恢復」受損基因，才能重見光明

　　2015年11月3日，Katrine Bosley在劍橋大學召開的EmTech大會上宣布，實驗室數據表明，CRISPR基因編輯技術可以用於治療Leber congenital amaurosis（LCA；利伯先天性黑朦病，一種遺傳性視力衰退疾病），Editas將在2017年開展CRISPR基因編輯人體實驗。

　　Editas的CEO Katrine Bosley

　　相比於ZFNs基因編輯技術「治癒」了Layla的白血病，可能會發生於2017年的CRISPR基因編輯人體實驗顯得暗淡無光。但我卻為Editas的CRISPR基因編輯技術感到心潮澎湃。我們先來看看Editas是打算如何做的。

　　LCA是一種罕見遺傳病，研究表明有20多種基因變異會導致LCA，例如RPE65和CEP290等。傳統的基因治療十分熱衷於研究LCA，因為這些變異與LCA關係明確，直接通過病毒載體導入正常基因（比如正常的RPE65）即可。但是，一旦遇到跟病毒載體一樣大的基因（比如CEP290）缺陷，傳統的基因治療就束手無策了。

　　在所有的LCA病例中，CEP290基因缺陷導致的LCA大概佔20%，Editas採用的方法是，利用CRISPR基因編輯技術，直接刪除CEP290基因變異位點左右共1000個鹼基。Editas實驗室的研究表明，刪除CEP290基因的那1000個鹼基之後，CEP290基因的表達恢復正常。CEP290基因變異的患者視力可能恢復正常。

　　Katrine Bosley詳解CRISPR基因編輯技術治療LCA過程

　　Editas宣布的2017年人體實驗激動人心之處在於，這有可能是首次人體（in vivo）基因編輯試驗。這項研究成功的意義在於，將CRISPR基因編輯「工具」裝載到病毒體內，再把病毒注射到患處，CRISPR可以自行對患病部位進行基因改造。那麼以後治療Layla那樣的白血病，不用分離T細胞了，直接將改造好的病毒注射到骨髓，就直接將基因異常的骨髓修復了，或者是直接整合目標基因加強其戰鬥力。這樣一來，很多大手術就會變成微創手術，帶來的好處是難以估量的。

　　在不同人種之間，自由「切換」

　　2014年3月12日，賓夕法尼亞大學Pablo Tebas教授團隊在新英格蘭醫學雜誌撰文稱，他們利用Sangamo BioSciences開發的ZFNs基因編輯技術，顯著提高了艾滋病患者對艾滋病毒的抵抗能力。

　　這篇發表於2014年的文章，研究從2009年就開始了，直到2012年才結束。是基因編輯技術首次應用於臨床。目前Sangamo BioSciences基於ZFNs技術治療艾滋病的方法已經進入臨床II期試驗。

　　之所以能夠使用基因編輯技術治療艾滋病，是因為發現免疫細胞表面的CCR5蛋白是HIV進入免疫細胞的「入口」。而少數北歐人由於CCR5基因「變異」，具備天然的HIV抵抗力（為什麼是他們？）。

　　HIV在細胞表面的「入口」CCR5蛋白

　　這個「變異」對於艾滋病患者來說真的很重要，因此研究人員做了很多的研究。有研究表明，北歐人體內的CCR5基因「變異」不是CCR5基因突變的結果，而是在自然界中伴隨著原始高加索人種的出現而出現的，這種「變異」所表現出來的性狀因適應自然環境而保留了下來。自此，我不得不佩服大自然的神奇。也許在世界的任何一個角落裡，造物主都會安放著一個保護人類的重要基因，避免人類因一種疾病的爆發而滅絕。

　　有了造物主釋放的重要信息，研究人員就動腦子了，「要不把患者的CCR5基因都改成高加索人種那種類型吧」！Tebas團隊做的就是這件事。在體外（ex vivo）利用ZFNs基因編輯技術定點改造免疫細胞的CCR5基因。讓我們靜候Sangamo臨床II期的好消息。

　　縱觀上述三項研究，你會發現我一直在強調一個事情：體外（ex vivo）和體內（in vivo）。體外基因編輯就是在實驗室里修改目標細胞的基因信息，即使效率低下，仍舊可以通過大量的實驗篩選出改造成功的細胞，接下來只需要擴大培養，在輸入體內即可。而體內編輯是整個編輯的過程在體內進行，這就編輯過程是高效的；另外，攜帶編輯工具的病毒載體一旦注入人體，控制性就變差了，因此對編輯過程的安全性要求非常高。但是正如我在講述CRISPR基因編輯技術所言，一旦能過做到精確高效的編輯，以後很多疾病的治療都變得非常簡單了。

　　儘管老牌的ZFNs基因編輯技術已經在癌症和艾滋病的治療上嶄露頭角，但是ZFNs能做的事情，對CRISPR來講是「小菜一碟」。今年Editas已經與CAR-T新貴Juno開展合作，相信他們很快會在免疫治療領域取得大突破。體內（in vivo）基因編輯應該才是Editas們的終極夢想。