圖片來源：Nature Medicine（doi:10.1038/s41591-018-0049-z）

論文一

在題為“CRISPR–Cas9 genome editing induces a p53-mediated DNA damage response”的論文中，由瑞典Karolinska研究所的Jussi Taipale教授帶領(lǐng)的團隊發(fā)現(xiàn),，CRISPR-Cas9觸發(fā)了一種保護細胞免受DNA損傷的機制,，這使得基因編輯變得更加困難。而與正常細胞相比,，缺乏這種保護機制的細胞則更容易被編輯,。

“我們發(fā)現(xiàn),，用CRISPR-Cas9編輯細胞的基因組會誘導(dǎo)一種名為p53的蛋白質(zhì)的激活。該蛋白就像細胞的‘報警系統(tǒng)’,，會發(fā)出DNA受損的信號,，并打開修復(fù)DNA損傷的‘急救箱’。正是這一系統(tǒng)的啟動使得編輯健康細胞的基因組變得更加困難,?！闭撐牡墓餐谝蛔髡逧mma Haapaniemi博士解釋道

這一發(fā)現(xiàn)是令人擔憂的。因為,，健康細胞中p53會修復(fù)CRISPR編輯或殺死被編輯的細胞的“對立面”是,，如果一個細胞的基因組成功被CRISPR編輯了，且細胞也存活了下來,，這意味著,，該細胞的p53是功能不全的，缺乏健康細胞中那種“要么修復(fù),、要么殺死”的機制（fix-it-or-kill-it mechanism）,。隨之而來的問題是，p53功能障礙能夠?qū)е掳┌Y發(fā)生,。一組可怕的數(shù)據(jù)是：p53突變導(dǎo)致了近一半的卵巢癌,、43%的結(jié)直腸癌、38%的肺癌,、近三分之一的胰腺癌,、胃癌和肝癌以及四分之一的乳腺癌。

當前,，利用CRISPR-Cas9技術(shù)的研究人員首先需要構(gòu)建一個sgRNA（single-guide RNA）。sgRNA中包含一段與目標DNA匹配的序列,，被附著在Cas9酶上,。將Cas9-sgRNA復(fù)合物引入到目標細胞后，sgRNA會找到與其匹配的DNA序列,，然后,，Cas9酶結(jié)合目標DNA序列，切斷雙鏈,。（圖片來源：網(wǎng)絡(luò)）

在該研究中,，科學(xué)家們還證實，通過降低細胞中p53的活性,，他們能夠更加有效地編輯健康細胞,。然而，盡管這種方法可能會降低CRISPR選擇p53缺陷細胞（p53-deficient cells）的風險,，但也可能會使被編輯的健康細胞容易受到致癌突變的影響,。

Taipale教授說：“CRISPR-Cas9是一種用于科學(xué)研究以及開發(fā)挽救生命的醫(yī)學(xué)療法的非常有前途的生物學(xué)工具,。我們并不想‘危言聳聽’，也不是說CRISPR-Cas9就是壞的,、危險的,，但依據(jù)目前的發(fā)展趨勢，該技術(shù)顯然將成為醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的主要工具,，因此,，關(guān)注其潛在的安全問題是非常重要的。就像任何其他療法一樣,，總會有副作用或潛在的危害,，我們需要做的是，平衡治療的危害與益處,?！?/p>

圖片來源：劍橋大學(xué)

“雖然我們還不了解p53激活背后的機制,，但我們認為,，研究人員在開發(fā)新療法時需要意識到潛在的風險。這就是為什么當我們一發(fā)現(xiàn)經(jīng)CRISPR-Cas9編輯的細胞可能會癌變時,，就立刻決定公布我們的研究結(jié)果,。”他補充道,。

圖片來源：Nature Medicine（doi:10.1038/s41591-018-0050-6）

論文二

無獨有偶，在題為“p53 inhibits CRISPR–Cas9 engineering in human pluripotent stem cells”的另一篇論文中,，來自諾華生物醫(yī)學(xué)研究所的科學(xué)家們也獲得了類似的結(jié)果,。據(jù)他們估計，在多能干細胞中,，p53使CRISPR的效率降低了17倍,。

事實上，該研究最初的目的是,，提高CRISPR編輯多能干細胞（這種干細胞幾乎可以轉(zhuǎn)變?yōu)槿魏晤愋偷募毎瑥亩赡苡糜诙喾N疾病的治療）的效率,。實驗中,，領(lǐng)導(dǎo)該研究的神經(jīng)科學(xué)家Ajamete Kaykas使CRISPR插入或刪除DNA片段的效率達到了80%。但不幸的是,，當CRISPR起作用時,，正是因為p53沒有起作用。

這意味著,，被CRISPR-Cas9成功編輯的細胞有可能會在患者體內(nèi)埋下“腫瘤的種子”,。因此,，研究者們認為，確?；蚪M（與疾病相關(guān)的目標基因）被編輯的細胞在“被編輯前和被編輯后”都具有功能性的p53是至關(guān)重要的,。

一些反思

針對這兩項成果,，也有科學(xué)家提出了非常明顯的問題——如果被CRISPR成功編輯的細胞會埋下癌癥的種子,，那么，為什么之前沒有相關(guān)的報道呢,？為什么那么多被CRISPR編輯過的小鼠沒有形成腫瘤呢,？

對此，Haapaniemi博士表示,，新研究發(fā)現(xiàn)的這種效應(yīng)（即被CRISPR成功編輯的細胞是因為p53沒有發(fā)揮作用）是在大規(guī)模實驗中顯示出來的,。不過，在與其他科學(xué)家的交談中,，她發(fā)現(xiàn),，似乎也有別的團隊注意到了p53對基因編輯的影響，但他們并沒有重點提出這一問題,。

至于為什么沒有人報道經(jīng)CRISPR編輯的小鼠患上癌癥,，Haapaniemi博士認為，其中一個原因可能是,，實驗室小鼠被殺死得較早,，因而留給它們發(fā)展成癌癥的時間過少。

新成果的發(fā)表除了引發(fā)熱議,，還對致力于開發(fā)CRISPR療法的幾家上市公司的股價帶來了直接的影響,。其中，CRISPR Therapeutics的CEO Sam Kulkarni在接受采訪時表示：“這些研究結(jié)果‘似乎可信’,。確?！颠€’給病人的、被編輯過的細胞不是癌變的確實是我們需要注意的事情,?！?/p>

總結(jié)來說，“CRISPR或能增加癌癥風險”這一重要發(fā)現(xiàn)引發(fā)了人們對基于CRISPR的基因療法的安全性的擔憂,?！斑@兩篇論文非常重要，因為它們提醒大家,，基因組編輯并不是一種‘魔法’,。”加州大學(xué)伯克利分校的Jacob Corn評價道,。

責編：風鈴

參考資料：