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基因治療，中國已美國。是技術(shù)？還是監(jiān)管松懈所以容易？
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基于CRISPR的基因治療，在中國已進(jìn)入臨床
2012年，來自美國和奧地利的科學(xué)家共同改進(jìn)了CRISPR-Cas9系統(tǒng)，并在其發(fā)表的研究論文中預(yù)示：CRISPR可作為一種而特異的RNA介導(dǎo)的基因編輯工具1。2013年，張鋒等人利用CRISPR進(jìn)行哺乳動(dòng)物細(xì)胞的基因編輯，開啟了CRISPR作為可編程的基因編輯工具的新紀(jì)元2,3,4。
不過，作為CRISPR技術(shù)的者，美國尚未批準(zhǔn)將其應(yīng)用于人體試驗(yàn)，而中國對(duì)此的監(jiān)管限制較少，從而成為*個(gè)將CRISPR用于人體試驗(yàn)的國家。
2016年7月，四川大學(xué)華西醫(yī)院腫瘤學(xué)教授盧鈾團(tuán)隊(duì)宣布將開展“di一例”CRISPR–Cas9基因編輯人體臨床試驗(yàn)，同年10月28日，首名癌癥患者接受了經(jīng)CRISPR技術(shù)改造的T細(xì)胞治療5；后來又有報(bào)道稱，早在2015年，位于安徽合肥的jie放軍第105醫(yī)院就已經(jīng)開始了CRISPR人體試驗(yàn)。
美國入局并不晚，但FDA嚴(yán)密把住關(guān)口
2017年3月，杭州市腫瘤醫(yī)院院長(zhǎng)吳式琇也開始嘗試?yán)没蚓庉嫾夹g(shù)治療癌癥患者。1月21日，美國《華爾街日?qǐng)?bào)》（Wall Street Journal）發(fā)表長(zhǎng)文，評(píng)論了中國開始基因編輯人體試驗(yàn)之舉，其中對(duì)吳式琇的試驗(yàn)進(jìn)行了報(bào)道6。
? 杭州市腫瘤醫(yī)院CRISPR臨床試驗(yàn)的人吳式琇醫(yī)生圖片來源：杭州市腫瘤醫(yī)院
根據(jù)介紹，吳式琇的團(tuán)隊(duì)抽取食管癌患者的血液標(biāo)本，通過高鐵將其運(yùn)送到安徽柯頓生物科技有限公司實(shí)驗(yàn)室，運(yùn)用CRISPR技術(shù)將血液里的免疫細(xì)胞中影響腫瘤殺傷作用的基因刪除，再將其回輸入患者體內(nèi)，希望被修飾過免疫細(xì)胞能夠殺死腫瘤細(xì)胞，從而達(dá)到治療目的。
此次試驗(yàn)由杭州市腫瘤醫(yī)院的倫理委員會(huì)（Ethics Committee）審核通過，其成員由醫(yī)院任命，包括該院幾名醫(yī)生、一名律師和一名患者。委員會(huì)只用一下午就批準(zhǔn)了試驗(yàn)，而因?yàn)槲覈l(wèi)計(jì)委已授權(quán)各醫(yī)院倫理委員會(huì)對(duì)臨床試驗(yàn)進(jìn)行審核并評(píng)估風(fēng)險(xiǎn)，吳式琇無需再通過衛(wèi)計(jì)委相關(guān)部門的審核。
相比之下，美國計(jì)劃開展基因編輯人體試驗(yàn)的時(shí)間其實(shí)并不算晚，但審核流程卻更為嚴(yán)格。研究人員必須首先獲得美國食品藥品監(jiān)督管理局（FDA）批準(zhǔn)，才能進(jìn)行人體試驗(yàn)。
為獲得所在醫(yī)院人體試驗(yàn)評(píng)估委員會(huì)（類似于我國倫理委員會(huì)）和FDA批準(zhǔn)，美國shou個(gè)基因編輯人體試驗(yàn)的主要負(fù)責(zé)人、賓夕法尼亞大學(xué)CRISPR研究團(tuán)隊(duì)科學(xué)家Carl June，在2016年首先嘗試獲得美國國立衛(wèi)生研究院（NIH）顧問委員會(huì)的評(píng)估。委員會(huì)對(duì)其提出了一系列要求，例如將實(shí)驗(yàn)描述為“基因轉(zhuǎn)移（gene transfer）”而非“基因治療（gene therapy）”，確?；颊咧獣赃@只是一項(xiàng)試驗(yàn)而非治療，進(jìn)行各種測(cè)試觀察CRISPR的脫靶現(xiàn)象等。雖然zui終得到了NIH的批準(zhǔn)，June的團(tuán)隊(duì)又花了一年時(shí)間與FDA討論，向其提供信息并答疑解惑。
據(jù)悉，目前他們正在等待FDA的zui終審批，預(yù)計(jì)zui早于本月獲批。
? 賓夕法尼亞大學(xué)CRISPR研究團(tuán)隊(duì)科學(xué)家Carl June 來源：Penn Medicine
然而這并不是結(jié)束，即使試驗(yàn)開始，賓大仍將面臨比吳式琇更多更嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)。
是美國的做法保守，還是中國太激進(jìn)?
在受試者知情同意方面，賓大研究人員必須使用由FDA和醫(yī)院評(píng)估委員會(huì)審核通過的知情同意書，而吳式琇的同意書只簡(jiǎn)略提到了基因工程，也并未向患者詳細(xì)說明其使用的只是試驗(yàn)性工具?？骂D生物科技的相關(guān)人員稱，中國患者也會(huì)簽署同意書，但基本上是聽醫(yī)生的。
對(duì)于試驗(yàn)過程中出現(xiàn)的死亡等嚴(yán)重不良事件，F(xiàn)DA發(fā)言人表示，無論死亡是否與試驗(yàn)相關(guān)，試驗(yàn)開展方都必須上報(bào)FDA，而我國衛(wèi)計(jì)委則要求研究人員向醫(yī)院倫理委員會(huì)報(bào)告不良事件。目前，吳式琇的試驗(yàn)已有7例死亡病例，而他表示，患者死亡由其所患疾病所致，與試驗(yàn)本身無關(guān)，因此無需上報(bào)。
此外，新藥I期臨床試驗(yàn)的主要目的之一是初步評(píng)估藥物的人體安全性。June稱，賓大將先在一位患者身上測(cè)試CRISPR，等待一個(gè)月確保未發(fā)生不良反應(yīng)后再在另兩位患者身上測(cè)試。吳式琇則認(rèn)為，挽救患者生命是zui重要的，目前他已編輯了10余位癌癥患者的基因，未來計(jì)劃在更多患者身上進(jìn)行測(cè)試。
目前，美國國家醫(yī)學(xué)圖書館數(shù)據(jù)庫已經(jīng)記錄了中國的9次試驗(yàn)，而實(shí)際數(shù)字可能不止如此。
中國正力爭(zhēng)使國內(nèi)產(chǎn)業(yè)走上舞臺(tái)，基因編輯更是被列入2016年制定的國家五年計(jì)劃中。June也表示，在將CRISPR等西方國家開創(chuàng)的醫(yī)療技術(shù)加以應(yīng)用方面，中國可能超過美國，美國將來可能失去在生物醫(yī)藥領(lǐng)域的位置；“中美之間關(guān)于CRISPR的對(duì)壘，也許會(huì)觸發(fā)20世紀(jì)50年代時(shí)美蘇航天技術(shù)競(jìng)賽那樣的生物競(jìng)賽，而這次將會(huì)是2.0版本。”
對(duì)此，《華爾街日?qǐng)?bào)》評(píng)論道，雖然各國對(duì)于人體試驗(yàn)的政策可能存在差異，但中國敢為人先的嘗試著實(shí)讓西方科學(xué)家對(duì)這一全新工具的安全性感到擔(dān)憂，他們并不認(rèn)為美國應(yīng)該放松對(duì)這方面的監(jiān)管。芝加哥大學(xué)神學(xué)院（Universityof Chicago Divinity School）院長(zhǎng)、生物倫理學(xué)家Laurie Zoloth接受采訪時(shí)也說道，希望各國制定統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，共享試驗(yàn)結(jié)果和倫理準(zhǔn)則。
在基因編輯這一尚未成熟的領(lǐng)域，目前還較難在快速推進(jìn)與保證安全性之間找到理想的平衡點(diǎn)。近日，斯坦福大學(xué)Matthew H. Porteus教授團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，在大部分人體內(nèi)原本就存在針對(duì)Cas9蛋白的體液免疫和細(xì)胞免疫，CRISPR-Cas9技術(shù)在人體中應(yīng)用有可能引發(fā)嚴(yán)重的免疫反應(yīng)7。
吳式琇同意CRISPR技術(shù)是一把雙ren劍，但他同時(shí)說道，當(dāng)別人更多關(guān)注潛在風(fēng)險(xiǎn)時(shí)，他們看到的是潛在療效。生死一線的晚期癌癥患者無法讓他將時(shí)間過多用在各種測(cè)試上，“如果不嘗試一下，就永遠(yuǎn)無法知道結(jié)果。”
在jie放軍105醫(yī)院和此次杭州市腫瘤醫(yī)院的試驗(yàn)中，相關(guān)人員均表示部分患者的病情有所緩解，但截止到目前，我國各項(xiàng)基因編輯人體試驗(yàn)尚未公布其結(jié)果?！吨R(shí)分子》也將持續(xù)關(guān)注這個(gè)話題。
CRISPR
CRISPR（Clustered regularly interspaced short palindromic repeats）是生命進(jìn)化歷*，細(xì)菌和病毒進(jìn)行斗爭(zhēng)產(chǎn)生的免疫武器，簡(jiǎn)單說就是病毒能把自己的基因整合到細(xì)菌，利用細(xì)菌的細(xì)胞工具為自己的基因復(fù)制服務(wù)，細(xì)菌為了將病毒的外來入侵基因清除，進(jìn)化出CRISPR系統(tǒng)，利用這個(gè)系統(tǒng)，細(xì)菌可以不動(dòng)聲色地把病毒基因從自己的染色體上切除，這是細(xì)菌*的免疫系統(tǒng)。微生物學(xué)家10年前就掌握了細(xì)菌擁有多種切除外來病毒基因的免疫功能，其中比較典型的模式是依靠一個(gè)復(fù)合物，該復(fù)合物能在一段RNA指導(dǎo)下，定向?qū)ふ夷繕?biāo)DNA序列，然后將該序列進(jìn)行切除。許多細(xì)菌免疫復(fù)合物都相對(duì)復(fù)雜，其中科學(xué)家掌握了對(duì)一種蛋白Cas9的操作技術(shù)，并先后對(duì)多種目標(biāo)細(xì)胞DNA進(jìn)行切除。這種技術(shù)被稱為CRISPR/Cas9基因編輯系統(tǒng)，迅速成為生命科學(xué)zui熱門的技術(shù)。
CRISPR是生物科學(xué)領(lǐng)域的游戲規(guī)則改變者，這種突破性的技術(shù)通過一種名叫Cas9的特殊編程的酶發(fā)現(xiàn)、切除并取代DNA的特定部分。這種技術(shù)的影響極其深遠(yuǎn)，從改變老鼠皮毛的顏色到設(shè)計(jì)不傳播瘧疾的蚊子和抗蟲害作物，再到修正鐮狀細(xì)胞性貧血等各類遺傳疾病等等。
自2012年以來，研究人員常用一種叫做CRISPR的強(qiáng)大“基因組編輯”技術(shù)對(duì)生物的DNA序列進(jìn)行修剪、切斷、替換或添加。zui近，美國約翰·霍普金斯大學(xué)醫(yī)學(xué)院的科學(xué)家證明，這一系統(tǒng)還能有效地改變?nèi)祟惖母杉?xì)胞。研究人員指出，這一發(fā)現(xiàn)簡(jiǎn)化了對(duì)誘導(dǎo)多能干細(xì)胞（iPSCs）的修改和定制，有望更快在治療上取得成果，開發(fā)出用于疾病研究和藥物測(cè)試的模型系統(tǒng)。相關(guān)論文在線發(fā)表于zui近的《分子治療》上。
CRISPR來自微生物的免疫系統(tǒng)，這種工程編輯系統(tǒng)利用一種酶，能把一段作為引導(dǎo)工具的小RNA切入DNA，就能在此處切斷或做其他改變。以往研究表明，通過這些介入，CRISPR能使基因組更有效地產(chǎn)生變化或突變，效率比TALEN（轉(zhuǎn)錄激活因子類感受器核酸酶）等其他基因編輯技術(shù)更高。但zui近研究發(fā)現(xiàn)，雖然CRISPR有許多優(yōu)點(diǎn)，在人類癌細(xì)胞系列中，它也可能產(chǎn)生大量“誤傷目標(biāo)”，尤其是對(duì)不希望改變的基因做修改。
2015年1月6日，為了研究這種副作用在人類其他細(xì)胞中是否也存在，研究小組用CRISPR和TALEN兩種系統(tǒng)在人類的iPSCs中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，讓它們?cè)趇PSCs中切下已知的基因片段，或切掉后再換上其他的。
他們用JAK2、SERPINA1和AAVS1基因作為模型，JAK2基因變異會(huì)導(dǎo)致骨髓紊亂，真性紅細(xì)胞增多癥；SERPINA1基因變異會(huì)導(dǎo)致alpha1-抗胰蛋白酶缺乏，這是一種遺傳性紊亂，會(huì)造成肺和肝臟疾??；而AAVS1zui近發(fā)現(xiàn)是人類基因組中的“安全港”，可以插入外來基因。
通過比較發(fā)現(xiàn)，在這三個(gè)基因系統(tǒng)中，如果只是簡(jiǎn)單地切掉部分基因，CRISPR系統(tǒng)明顯比TALEN更有效，產(chǎn)生的剪切是后者的100倍；而在做基因替代操作時(shí)，如替代JAK2和SERPINA1中的致病變異，CRISPR和TALEN的效率相當(dāng)。
研究人員還指出，與人類癌細(xì)胞系研究不同的是，無論CRISPR還是TALEN，在人類iPSCs中同樣都有著目標(biāo)特異性，即只瞄準(zhǔn)那些為它們?cè)O(shè)定的目標(biāo)基因。他們還發(fā)現(xiàn)，CRISPR系統(tǒng)比TALEN更有優(yōu)勢(shì)：CRISPR可以設(shè)計(jì)成只瞄準(zhǔn)病人體內(nèi)含有變異的基因，而不影響健康基因，即只影響某個(gè)基因的一個(gè)副本。這些成果與以往的干細(xì)胞研究成果結(jié)合，使CRISPR成為一種有用的人類iPSCs基因剪輯工具，其偏離目標(biāo)的風(fēng)險(xiǎn)更小。
約翰·霍普金斯大學(xué)醫(yī)學(xué)院導(dǎo)師葉朝輝（音譯）說，他們的研究詳細(xì)說明了如何將CRISPR技術(shù)用于人類iPSCs，展現(xiàn)了該技術(shù)在這類細(xì)胞中的潛力。“干細(xì)胞技術(shù)正在迅速發(fā)展。我們認(rèn)為，將iPSCs用于人類治療的日子已經(jīng)不遠(yuǎn)。”
中國一直處在CRISPR研究的zui前沿。2014年，南京大學(xué)的研究人員宣布成功創(chuàng)造出定向突變的基因工程猴，這是有記錄以來在非人類靈長(zhǎng)目動(dòng)物身上成功使用此項(xiàng)技術(shù)。
2016年8月，四川大學(xué)華西醫(yī)院腫瘤學(xué)家盧鈾率領(lǐng)的一個(gè)中國科學(xué)家團(tuán)隊(duì)將開展*對(duì)人體使用革命性基因編輯技術(shù)CRISPR的試驗(yàn)。
該團(tuán)隊(duì)計(jì)劃于2016年8月開始在肺癌患者身上測(cè)試經(jīng)過CRISPR技術(shù)編輯的細(xì)胞。這些研究人員計(jì)劃招募一批轉(zhuǎn)移性非小細(xì)胞肺癌患者，對(duì)他們來說，化療和放療等其他選擇都已失敗。他們將從患者血液中提取免疫細(xì)胞，利用CRISPR加入一個(gè)幫助免疫系統(tǒng)定向清除腫瘤的新基因序列，然后再把這些細(xì)胞注入患者的血液。
美國已經(jīng)批準(zhǔn)一個(gè)由技術(shù)大亨肖恩·帕克支持的研究團(tuán)隊(duì)開展CRISPR人類測(cè)試。如果四川大學(xué)的研究今年8月如期啟動(dòng)，那么它將超越美國成為世界*CRISPR人類測(cè)試。
需要指出的是，四川大學(xué)開展的試驗(yàn)不編輯基因種系，其影響不會(huì)被遺傳。
CRISPR正在生物醫(yī)學(xué)研究領(lǐng)域引起一場(chǎng)巨變。不像其他基因編輯手段，它使用起來廉價(jià)、迅速且簡(jiǎn)單，并因此席卷實(shí)驗(yàn)室。研究人員希望利用它調(diào)整人類基因以消除疾病，創(chuàng)造生命力更加頑強(qiáng)的植物，并且消滅病原體。
長(zhǎng)久以來，生物學(xué)家一直在利用分子工具編輯基因組。他們因一種有望且地編輯基因、被稱為鋅指核酸酶的酶而興奮不已。不過，需要花費(fèi)5000多美元才能訂購到的鋅指并未被普遍采用，因?yàn)樗鼈兒茈y進(jìn)行基因改造且花費(fèi)頗高。CRISPR卻大不相同：它依靠一種利用引導(dǎo)性RNA分子將其導(dǎo)向目標(biāo)DNA、被稱為Cas9的酶，然后編輯DNA以擾亂基因或插入想要的序列。通常，研究人員需要訂購的只是RNA pian段，其他成分都是現(xiàn)成的。全部花費(fèi)只有30美元。這使得該技術(shù)走向大眾化，因此每個(gè)人都在使用它。這的確是一場(chǎng)巨大的革命。
CRISPR方法正快速超越鋅指核酸酶和其他編輯工具。對(duì)一些研究人員來說，這意味著要放棄曾花費(fèi)數(shù)年來完善的技術(shù)。研究人員傳統(tǒng)上嚴(yán)重依賴諸如小鼠、果蠅等模式生物。CRISPR使在更多生物體中編輯基因成為可能。
編輯人類基因的想法往往引發(fā)爭(zhēng)議。英國禁止進(jìn)行人體基因編輯。英國納菲爾德生物倫理學(xué)協(xié)會(huì)副秘書長(zhǎng)彼得·米爾斯向本報(bào)表達(dá)了對(duì)扮演上帝和“定制嬰兒”的擔(dān)憂。
一項(xiàng)對(duì)不能成活的人類胚胎開展的研究（在中國進(jìn)行）因研究人員發(fā)現(xiàn)他們?cè)谂R床環(huán)境下使用這種技術(shù)面臨“嚴(yán)重障礙”而被叫停。
此外，在2015年3月，一個(gè)研究小組在《自然》雜志發(fā)表公開信，提出“嚴(yán)重?fù)?dān)憂”編輯人類基因“種系”產(chǎn)生的道德和安全影響。
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