基因编辑是个什么鬼？它有望彻底治愈恶性疾病

作者：张馨予

为何2016年美股精准医疗将向基因编辑看齐？为何国内券商争相发布相关研报，引导国内资本市场关注？这一系列的问题，最终都可以用第三代基因编辑技术——CRISPR/Cas9“造物主之手”的美誉来解释。

首先，基因编辑技术与以往的任何医疗技术手段不同，是一种可以在基因组水平上对DNA序列进行改造，从而改变遗传性状的操作技术。其应用和普及使得基因水平的遗传缺陷修复，以及彻底治愈白血病、艾滋病等恶性疾病成为了可能。其次，因其相比前两代基因编辑技术，准确度高、效率高、成本低，未来将成为全球基础研究和临床应用的主流技术。

因此，发现时间短短不过几年的CRISPR/Cas9却在2012、2013年，两度入选《科学》杂志十大科学发现，并在去年随着两项重磅研究成果的公布，荣登《科学》杂志十大科学突破榜首。

改写生命源代码

众所周知，目前人类许多疾病源于基因缺陷，且罕有甚至没有相关药物治疗。最近多年，医学界和资本界大热的精准治疗就直接针对疾病的根源——异常基因本身，而第三代基因编辑技术CRISPR/ Cas9也是基因疗法的一种。

想要理解CRISPR/Cas9，先得把它拆开来看。CRISPR是一种广泛存在于细菌中的DNA（脱氧核糖核酸）片段。据估计，生物界一半以上的细菌都拥有这种基因片段。

CRISPR最初在细菌体内发现，细菌每次战胜病毒后都会将入侵病毒的小部分DNA保留于自身的基因组中，累积的这些病毒区域就是CRISPR。病毒再次入侵时，细胞便利用保留的这些CRISPR片段识别病毒基因，如果发现了匹配的DNA序列，就利用Cas9蛋白酶在精确的位点切割病毒基因，从而发挥免疫作用。

简单地说，实施CRISPR/Cas9技术，需要三个部分：一段具有定位功能的向导RNA（核糖核酸）、具有切割缺陷基因功能的Cas9蛋白酶，以及在体外编辑好的用于替换缺陷基因的DNA序列。而该技术也需要三步骤：向导RNA识别细胞中的特定DNA，并用Cas9 蛋白酶剪短缺陷DNA，最后插入替换DNA。

借助CRISPR精确匹配的特性，研究人员将其开发成实用的基因编辑工具。正如基因编辑技术字面传达的意思，从免疫细胞治疗到遗传缺陷修复，基因编辑技术的应用为彻底治愈肿瘤、先天性遗传病及艾滋病等其他恶性疾病开辟了全新的路径。

尽管这种基因序列广泛存在，但直到2007年，一家酸奶公司无意间才发现了细菌这种神奇有效的防御机制；直到2012年，科学家才正式将CRISPR/Cas9技术编撰出来。

国泰君安研报就指出，基因编辑技术在农业种植业、养殖业、医学基因治疗领域展现了巨大应用前景，尤其借助CRISPR技术，在传染性疾病、遗传病、罕见病、肿瘤以及器官移植等领域开辟了全新的路径，是精准医疗方案不可或缺的组成部分。

基因编辑的临床应用分为体外编辑和体内编辑，体外编辑主要用于对T细胞或干细胞进行修改，用以肿瘤和血液系统疾病的治疗；体内编辑是将携带CRISPR/Cas9的病毒载体注射入体内，对体细胞直接编辑，以对抗艾滋病、乙肝等病毒性疾病，或修复一些无临床有效治疗手段的遗传病。

值得注意的是，相比前两代基因编辑技术——锌指核酸酶（ZFN）与转录激活因子效应物核酸酶（TALEN），CRISPR技术对特定DNA的定位更加精准，成本更加低廉，有助于基因疗法走向大众。

“例如，第一代技术锌指核酸酶（ZFN），每进行一次ZFN的基因编辑技术，锌指的采购费用就是5000美元，加上较低的定位精准度，很容易造成成本浪费。”犹他大学锌指核酸酶领先研究专家达纳·卡罗尔表示，与此不同的是，第三代的CRISPR/Cas9技术，正在生物医学研究领域引起一场巨变。进行研究人员需要订购的只是用以定位特定DNA序列的RNA片段，其他成分都是现成的，全部花费只有30美元。这使得该技术走向大众化，这被达纳·卡罗尔称为是基因靶向治疗的普遍化时代。

资本参与产业化商业化

中泰证券首席宏观策略分析师罗文波指出，最近几年，一些医药科技公司公司如雨后春笋般出现，开发基于CRISPR的基因疗法，此类疗法的首次临床试验会在接下来的一到两年内进行。这些首批试验或许将勾勒出CRISPR的应用场景，即CRISPR成分能被直接注入眼睛等器官，或者细胞能从人体移除并在实验室中进行基因改造后被放回体内——形成血液的干细胞可能被修正用于治疗诸如镰状细胞性贫血症或 -地中海贫血等疾病。

而这些应用场景的诞生，离不开资本的深度介入。从金融资本对一项技术的青睐，我们也可看出其在科学界和资本界的前景。