使用CRISPR进行基因编辑会引入新的缺陷

　　

CRISPR工具能够修复导致免疫疾病慢性肉芽肿病的遗传缺陷。然而，苏黎世大学的研究人员现在表明，无意中引入其他缺陷的风险是存在的。CRISPR分子剪刀有可能彻底改变遗传疾病的治疗。这是因为它们可以用来纠正基因组中特定的缺陷部分。然而，不幸的是，有一个问题：在某些情况下，这种修复可能会导致新的遗传缺陷——就像慢性肉芽肿病一样。这是由苏黎世大学（UZH）临床研究项目ImmuGene的一组基础研究人员和医生报告的。慢性肉芽肿病是一种罕见的遗传性疾病，大约每12万人中就有1人患病。这种疾病会损害免疫系统，使患者容易受到严重甚至危及生命的感染。它是由NCF1基因的DNA序列中缺少两个称为碱基的字母引起的。这种错误导致无法产生一种酶复合物，这种酶复合物在对抗细菌和霉菌的免疫防御中起着重要作用。

该研究小组现在已经成功地使用CRISPR系统将缺失的字母插入到正确的位置。他们在免疫细胞培养物中进行了实验，这些免疫细胞与患有慢性肉芽肿病的人具有相同的遗传缺陷。苏黎世大学儿童医院和苏黎世大学再生医学研究所体细胞基因治疗教授Janine Reichenbach说：“这是利用CRISPR技术纠正这种疾病背后的突变的一个有希望的结果。”

然而，有趣的是，一些修复的细胞现在显示出新的缺陷。发生修复的染色体的整个部分都缺失了。其原因是NCF1基因的特殊遗传星座：它在同一条染色体上出现三次，一次作为活性基因，两次以假基因的形式出现。它们与有缺陷的NCF1具有相同的序列，通常不用于形成酶复合物。CRISPR的分子剪刀无法区分基因的不同版本，因此偶尔会在染色体上的多个位置切割DNA链——在活性的NCF1基因上以及在假基因上。当这些片段随后重新连接时，整个基因片段可能会错位或缺失。其医疗后果是不可预测的，在最坏的情况下，会导致白血病的发展。

Reichenbach说：“这要求在临床环境中使用CRISPR技术时要谨慎。”

寻求更安全的方法

为了将风险降到最低，该团队测试了许多替代方法，包括修改CRISPR组件的版本。他们还研究了使用保护性元素来减少基因剪刀同时在多个位点切割染色体的可能性。不幸的是，这些措施都不能完全防止不必要的副作用。“这项研究突出了基于CRISPR的疗法的有希望和具有挑战性的方面，”合著者、UZH生物化学系教授Martin Jinek说。他说，这项研究为开发针对慢性肉芽肿病和其他遗传性疾病的基因编辑疗法提供了有价值的见解。“然而，为了使这种方法在未来更安全、更有效，还需要进一步的技术进步。”