国产日韩欧美一区二区三区三州_亚洲少妇熟女av_久久久久亚洲av国产精品_波多野结衣网站一区二区_亚洲欧美色片在线91_国产亚洲精品精品国产优播av_日本一区二区三区波多野结衣 _久久国产av不卡

?

基因編輯與遺傳病治療

2019-09-10 09:49席海瑞盧大儒
科學(xué) 2019年1期
關(guān)鍵詞:基因治療遺傳病

席海瑞 盧大儒

各種遺傳病給人類(lèi)社會(huì)帶來(lái)巨大困擾?;蛑委煆母拍钐岢龅脚R床應(yīng)用,遺傳病的基因冶療一直是研究重點(diǎn)。慢病毒和腺相關(guān)病毒在遺傳病的基因治療上獲得一定效果,但對(duì)更多遺傳病無(wú)可奈何,基因編輯工具的出現(xiàn)給遺傳病冶療帶來(lái)了新曙光,但在實(shí)際應(yīng)用中需要制定規(guī)范、達(dá)成國(guó)際共識(shí),科學(xué)家必須受生物醫(yī)學(xué)倫理道德的約束。

遺傳病是由于遺傳物質(zhì)的改變,包括染色體畸變、染色體上基因突變,所導(dǎo)致的疾病,它完全或部分由遺傳因素決定,通常表現(xiàn)為先天性,也可由后天因素影響導(dǎo)致發(fā)生。遺傳病主要分為因染色體數(shù)目或結(jié)構(gòu)改變而引起的染色體病或染色體綜合征,如21三體綜合征(又稱唐氏綜合征)、貓叫綜合征等;單基因突變引起的單基因病,如β-地中海貧血癥、血友病等;多個(gè)基因突變引起的多基因病,如脊柱裂、無(wú)腦兒等遺傳病被發(fā)現(xiàn)之前,就已長(zhǎng)期困擾著人類(lèi),特別是單基因遺傳病,已發(fā)現(xiàn)的單基因病有6500多種。雖然婚前檢查及孕后篩查可防止一部分遺傳病患兒出生,但是每年還是有相當(dāng)數(shù)量的患有遺傳疾病的嬰兒誕生,包括之前因無(wú)篩查條件而出生的人群,遺傳病給家庭及社會(huì)帶來(lái)了巨大的負(fù)擔(dān)。治療遺傳病成為生物醫(yī)學(xué)科研人員的頭號(hào)難題。

基因治療的曙光與局限

從1950年代沃森和克里克證明遺傳物質(zhì)是DNA開(kāi)始,科學(xué)家就發(fā)現(xiàn)人類(lèi)的很多疾病歸因于DNA層面出了問(wèn)題,特別是各種各樣的遺傳病。1960年代,萊德伯格(J.Lederberg)提出基因治療的最初概念:利用正常的外源基因取代患者的變異基因。1970年代,科學(xué)家認(rèn)為遺傳病治療未來(lái)面對(duì)的主要問(wèn)題是臨床基因治療,其主要難點(diǎn)是如何精確控制外源DNA進(jìn)入細(xì)胞,并正確進(jìn)入染色體上的確切位置而行使其功能。之后,科學(xué)家便投人大量精力研究遺傳病的基因治療,最初的研究策略是利用腺病毒、慢病毒及腺相關(guān)病毒,將正常外源基因?qū)嘶颊唧w內(nèi)。

1990年首例基因療法的臨床試驗(yàn)開(kāi)始實(shí)施,四歲女孩德席爾瓦(A.DeSilva)患有重度聯(lián)合免疫缺陷?。╯evere combined immunodeficiency disease,SCID),由于患者體內(nèi)不能合成腺苷脫氨酶(A DA)導(dǎo)致缺乏正常的免疫力,科研人員從女孩體內(nèi)獲得自體白細(xì)胞,在體外利用逆轉(zhuǎn)錄病毒載體,將正確編碼腺苷脫氨酶的ADA基因插入女孩的白細(xì)胞基因組內(nèi),再將感染慢病毒的白細(xì)胞重新回輸?shù)脚Ⅲw內(nèi),之后女孩體內(nèi)的白細(xì)胞可以正常合成腺苷脫氨酶且免疫力顯著提高。此后,基因治療迎來(lái)爆發(fā)性的發(fā)展。但在1999年,18歲的美國(guó)男孩格爾辛格(J.Gelsinger)接受腺病毒載體注射進(jìn)行基因治療,導(dǎo)致多器官衰竭死亡,基因治療進(jìn)入了漫長(zhǎng)的嚴(yán)冬期。直到2010年,基因治療才慢慢蘇醒:2012年歐盟審批通過(guò)了荷蘭UniQure公司生產(chǎn)的阿利潑金(glybera),該藥用于治療一種極其罕見(jiàn)的遺傳病——脂蛋白脂肪酶缺乏癥,使用一次就可顯著降低急性胰腺炎發(fā)病率,該藥是利用腺相關(guān)病毒作為載體,治療脂蛋白脂肪酶缺乏引起的嚴(yán)重肌肉疾病。2014年美國(guó)食品藥品監(jiān)督管理局(FDA)授予美國(guó)Celladon醫(yī)藥公司治療心衰的基因療法MYDICAR為“突破性療法”,這是FDA首次批準(zhǔn)的基因療法。該療法可重新激活人體內(nèi)的肌漿網(wǎng)鈣離子ATP酶2a(SERCA2a),改善心臟的泵血能力。

雖然基因治療獲得很多有前景的臨床結(jié)果,但仍存在一系列難題:一是將外源基因整合到目的細(xì)胞的基因組后,如何維持其穩(wěn)定表達(dá),以及其對(duì)鄰近基因正常表達(dá)所產(chǎn)生的不可預(yù)測(cè)的影響;二是由于有些外源治療基因太大,不能通過(guò)現(xiàn)有載體進(jìn)入目的細(xì)胞內(nèi);三是外源基因的導(dǎo)人并不能直接解決顯性突變或去除突變,或插入遺傳物質(zhì),如病毒基因組或細(xì)胞本身的受體。

基因編輯嶄露頭角

在科學(xué)家進(jìn)行傳統(tǒng)基因治療研究的同時(shí),一種稱為“基因編輯”的技術(shù)開(kāi)始嶄露頭角,并有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。由于基因編輯可對(duì)基因組序列進(jìn)行精確的有針對(duì)性的編輯,同時(shí)又具易用性、特異性和高效傳遞的優(yōu)點(diǎn),從而為遺傳病的基因治療帶來(lái)了新思路和新希望。

基因編輯的原理是編輯工具制造靶向DNA雙鏈斷裂(double strand breaks,DSB),利用細(xì)胞內(nèi)源性的修復(fù)機(jī)制制造目的DNA的突變?nèi)笔В蛘邔⒛康幕蚱尾迦氚邢駾NA的位置。DNA斷裂后通常有兩種主要修復(fù)途徑:同源定向修復(fù)(homology directedrepair,HDR)和非同源末端連接修復(fù)(non-homologousend joining,NHEJ)。

HDR依賴于斷裂末端與外源基因的同源序列,以模板依賴方式修復(fù)斷裂。研究表明,通過(guò)在靶位點(diǎn)引入DNA雙鏈斷裂,可以刺激哺乳動(dòng)物細(xì)胞中通過(guò)同源重組進(jìn)行基因打靶的效率上升幾個(gè)數(shù)量級(jí)。而NHEJ通過(guò)直接重新切割末端來(lái)修復(fù)DNA雙鏈斷裂,其中并無(wú)同源模板的參與,修復(fù)途徑容易出錯(cuò),且經(jīng)常導(dǎo)致在斷裂位點(diǎn)插入缺失。因此利用細(xì)胞內(nèi)源性DNA修復(fù)機(jī)制,可以在特定的基因位點(diǎn)處設(shè)計(jì)各種基因改變。但是基因編輯的關(guān)鍵是在基因的精確位置引入正確的DNA雙鏈斷裂。目前主流的誘導(dǎo)位點(diǎn)特異性DNA雙鏈斷裂的工具有4種:鋅指核酸酶(zinc finger nuclease,ZFN)、轉(zhuǎn)錄激活因子樣效應(yīng)物核酸酶(transcription activator-like effector nucleases,TALENs),大范圍核酸酶、CRISPR/Cas系統(tǒng)。其中由CRISPR/Cas系統(tǒng)發(fā)展來(lái)的單堿基編輯系統(tǒng)為基因編輯帶來(lái)了新曙光。

鋅指核酸酶率先實(shí)現(xiàn)基因編輯

第一個(gè)用于基因編輯的酶是鋅指核酸酶,它由一個(gè)DNA識(shí)別域和一個(gè)非特異性核酸內(nèi)切酶構(gòu)成,DNA識(shí)別域是真核生物中最豐富的轉(zhuǎn)錄因子Cys2-His2(半胱氨酸、組氨酸)鋅指蛋白串聯(lián)組成,DNA剪切域是由海床黃桿M1 Fok I(細(xì)菌Flavobacteriumokeanokoites的type IIS限制酶)非特異性核酸內(nèi)切酶C端96個(gè)氨基酸殘基組成。

鋅指核酸酶只有在二聚體狀態(tài)時(shí)才有酶切活性,每個(gè)Fok I單體與一個(gè)鋅指蛋白相連構(gòu)成一個(gè)ZFN,識(shí)別DNA的特定位點(diǎn),當(dāng)兩個(gè)識(shí)別位點(diǎn)相距6-8堿基對(duì)時(shí),兩個(gè)單體ZFN相互作用產(chǎn)生酶切功能,誘導(dǎo)DNA雙鏈斷裂[1]。初步的實(shí)驗(yàn)表明,ZFN誘導(dǎo)的DNA雙鏈斷裂可通過(guò)NHEJ或HDR的修復(fù)達(dá)到編輯基因組的目的,這已在非洲爪蟾、線蟲(chóng)、果蠅及斑馬魚(yú)等進(jìn)行過(guò)實(shí)驗(yàn),在外源同源基因存在的情況下,可對(duì)目的基因進(jìn)行10%~20%的正確修復(fù),之后被用于成功修飾人體和多能干細(xì)胞的基因。

高效的轉(zhuǎn)錄激活因子樣效應(yīng)物核酸酶編輯

2009年,首次應(yīng)用的TALENs為基因編輯開(kāi)辟了新途徑。植物病原體黃單胞菌分泌轉(zhuǎn)錄激活因子樣效應(yīng)物(transcription activator-like effectors,TALES),該蛋白具有識(shí)別特異性DNA堿基對(duì)的功能,科學(xué)家結(jié)合其特異性提出了新型DNA結(jié)合蛋白模塊化設(shè)計(jì)可能性。TALENs的DNA結(jié)合性是由其高度保守的第3335位氨基酸以及高度可變的第12位和第13位氨基酸介導(dǎo)的。經(jīng)設(shè)計(jì)組成的模塊化的TALE單元重復(fù)連接起來(lái),再與非特異性核酸內(nèi)切酶組合,從而建立具有定制DNA結(jié)合特異性的長(zhǎng)陣列,該陣列結(jié)合到特定DNA位點(diǎn),并由非特異性核酸內(nèi)切酶切斷DNA雙鏈,這就是TALENs。基于ZFN誘導(dǎo)基因組編輯10年來(lái)奠定的基礎(chǔ),作為可編程DNA結(jié)合結(jié)構(gòu)域,TALE很快就被TALENs工程化。與ZFN的工作原理一樣,TALE與Fok Ⅰ內(nèi)切核酸酶催化結(jié)構(gòu)域融合形成二聚體,切割預(yù)定的DNA靶位點(diǎn)[2]。TALENs的特異性切割活性已在酵母、擬南芥、水稻、果蠅及斑馬魚(yú)等多個(gè)動(dòng)植物體系和體外培養(yǎng)細(xì)胞中得到驗(yàn)證,也被證明可有效誘導(dǎo)人源細(xì)胞及多能干細(xì)胞的NHEJ和HDR修復(fù)途徑。

除了ZFN和TALENs,還有大范圍核酸酶,大范圍核酸酶是內(nèi)切性脫氧核糖核酸酶,其最大特點(diǎn)是它在DNA中的工作識(shí)別位點(diǎn)較大——12~40個(gè)堿基對(duì),因此被認(rèn)為是最特異的天然限制酶。在大范圍核酸酶中,最著名的是LAGLIDADG家族的歸巢核酸內(nèi)切酶,它是研究基因組最常用的工具之一,歸巢核酸內(nèi)切酶中最常用的是Ⅰ-CreI和Ⅰ-SceI酶[3]。許多研究表明,大范圍核酸酶在基因組編輯領(lǐng)域有巨大的應(yīng)用前景,但是歸巢核酸內(nèi)切酶的DNA結(jié)合域和切割結(jié)構(gòu)域難以分離,對(duì)于新的蛋白質(zhì)的特異性設(shè)計(jì)相對(duì)困難的缺點(diǎn)限制了它的進(jìn)一步使用,主要應(yīng)用于科研中細(xì)胞和動(dòng)物水平的基因編輯,但在基因編輯臨床治療中貢獻(xiàn)甚微。

更神奇的CRISPR/Cas編輯系統(tǒng)

在研究以上基因編輯工具的同時(shí),科學(xué)家還在積極探索新的基因編輯工具。2002年荷蘭科學(xué)家揚(yáng)森(R.Jansen)通過(guò)對(duì)細(xì)菌和古細(xì)菌的研究,首次將細(xì)菌中已進(jìn)化為以抵御入侵質(zhì)粒和病毒基因組為目的的重復(fù)序列,命名為規(guī)律成簇間隔短回文重復(fù)序列(clusteredregularly interspaced short palindromic repeats,CRISPR),并提出CRISPR-associated(Cas)的概念[4]。因?yàn)镃RⅠSPR具有切割外源基因的特性,所以科學(xué)家探索它是否可以作為應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)研究中的基因編輯工具。

2012年美國(guó)科學(xué)家杜德納(J.Doudna)和卡彭蒂耶(E.Charpentier)首次發(fā)表CRⅠSPR/Cas系統(tǒng)的基因組編輯功能[5]。緊接著,2013年華人科學(xué)家張鋒首次證實(shí)CRISPR/Cas系統(tǒng)能編輯人細(xì)胞基因組[6]。由于其簡(jiǎn)單便捷的操作性,CRISPR/Cas系統(tǒng)迅速席卷全球生物界。CRISPR系統(tǒng)的工作機(jī)制是:通過(guò)將入侵核酸的短序列整合到CRISPR基因座中,然后將它們轉(zhuǎn)錄并加工成CRISPR RNA(crRNA),并將其與反式激活的crRNAs(tracrRNAs)一起,與CRISPR相關(guān)Cas蛋白復(fù)合,通過(guò)核酸之間的堿基配對(duì),執(zhí)行Cas核酸酶對(duì)DNA的特異性切割,通過(guò)NHEJ和HDR兩條修復(fù)途徑,完成基因編輯。

研究發(fā)現(xiàn),Ⅱ型CRISPR核酸酶最主要的三種成分是Cas9蛋白、成熟crRNA和tracrRNA。2012年杜德納、卡彭蒂耶及其同事通過(guò)將crRNA和tracrRNA融合成單一向?qū)NA(single guide RNA,sgRNA),而將該系統(tǒng)簡(jiǎn)化為兩個(gè)組分,大大提高了CRISPR/Cas的使用便捷性[5]。這樣,只要根據(jù)目的序列合成特定的sgRNA,使其與Cas9在目的細(xì)胞內(nèi)共同表達(dá),即可進(jìn)行特異性基因編輯。與之前三種核酸酶系統(tǒng)不同,CRISPR/Cas9核酸酶不需要為每個(gè)DNA靶位點(diǎn)設(shè)計(jì)新蛋白質(zhì),它通過(guò)改變決定特異性的gRNA短區(qū)域,可相對(duì)容易地靶向目的位點(diǎn),從而使該系統(tǒng)成為引入位點(diǎn)特異性DSB的極具吸引力的方法此后CRISPR/Cas9系統(tǒng)被迅速?gòu)V泛應(yīng)用于生物學(xué)和醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域,成為基因組編輯領(lǐng)域的最大熱點(diǎn)。

單堿基編輯:從基因手術(shù)刀到基因筆

單堿基編輯器是2016年華人科學(xué)家劉戴維(D.R.Liu)首先發(fā)明的一種新興的基因組DNA點(diǎn)突變特定修復(fù)體系,它依賴于招募胞苷脫氨酶引入單堿基變化(不是雙鏈斷裂和供體模板),提高了潛在的效率,同時(shí)降低了DNA雙鏈斷裂引起的不必要的DNA損傷,簡(jiǎn)化了基因編輯的過(guò)程[7]。

劉戴維的開(kāi)創(chuàng)性工作——堿基編輯器(baseeditor,BE)系統(tǒng)一經(jīng)發(fā)表,就在不斷升級(jí)版本?,F(xiàn)在最常用的有兩套系統(tǒng):CBE系統(tǒng),能特異性地將C突變?yōu)門(mén);ABE系統(tǒng),能特異性地將A突變?yōu)镚} CBE系統(tǒng)包括sgRNA和融合蛋白,融合蛋自由改造的nCas9蛋自(Cas9蛋白的第10位天冬氨酸突變?yōu)楸彼幔⒋笫髞?lái)源的胞嘧啶脫氨酶(apolipoprotein B mRNA-editing enzyme catalytic polypeptide-like protein,APOBECI)和尿嘧啶DNA糖基化酶抑制劑(uracilDNA glycosylase inhibitor,UGI)三部分組成。當(dāng)sgRNA與融合蛋白結(jié)合并引導(dǎo)至目的的DNA序列互補(bǔ)配對(duì)、nCas9對(duì)目的DNA序列進(jìn)行單鏈切割,APOBECI將非互補(bǔ)鏈中相應(yīng)的C經(jīng)脫氨基作用轉(zhuǎn)變?yōu)閁,UGI維持U的狀態(tài),DNA復(fù)制進(jìn)一步使得U被T代替,從而完成C到T的突變[7]。

ABE系統(tǒng)也包括sgRNA與融合蛋白,融合蛋白由nCas9蛋白、野生型tRNA腺嘌呤脫氨酶(TadA)和突變型tRNA腺嘌呤脫氨酶(TadA*)組成。當(dāng)sgRNA與融合蛋白結(jié)合并引導(dǎo)至目的的DNA序列互補(bǔ)配對(duì),nCas9對(duì)目的DNA序列進(jìn)行單鏈切割,TadA與TadA*將非互補(bǔ)鏈中相應(yīng)的腺嘌呤A經(jīng)脫氨基作用轉(zhuǎn)變?yōu)榇吸S嘌呤(I),DNA復(fù)制進(jìn)一步使得I被G代替,從而完成A到G的突變[8]。

單堿基編輯系統(tǒng)一經(jīng)出現(xiàn)就廣受好評(píng),又經(jīng)過(guò)對(duì)脫氨酶和Cas9類(lèi)型的改造,目前已制造出各種類(lèi)型的單堿基編輯系統(tǒng),大大提高了其應(yīng)用性。該系統(tǒng)已被應(yīng)用于小麥、人類(lèi)胚胎干細(xì)胞、造血干細(xì)胞及小鼠活體水平。相比普通CRISPR/Cas系統(tǒng),它具有較低的脫靶率,雖然還有相應(yīng)的效率穩(wěn)定性問(wèn)題和未知的安全性,但科學(xué)家還是將其視為適用于治療遺傳病的更好的基因編輯工具。2017年美國(guó)科學(xué)家利用單堿基編輯系統(tǒng)成功地將小鼠PSCK9基因引入位點(diǎn)特異性無(wú)義突變,導(dǎo)致成年小鼠血漿中PCSK9蛋白降低50%同時(shí)及血漿膽固醇水平降低約30%。[9]2017年我國(guó)科學(xué)家黃行許和劉見(jiàn)橋利用該系統(tǒng)在人胚胎細(xì)胞中進(jìn)行了首次實(shí)驗(yàn),獲得目的單堿基突變的同時(shí),也檢測(cè)了單堿基編輯可能帶來(lái)的脫靶效率[10]。

基因編輯大顯身手

在五種基因編輯平臺(tái)出現(xiàn)之后,CRISPR/Cas系統(tǒng)的操作簡(jiǎn)易性和應(yīng)用廣泛性,被大多數(shù)科學(xué)家認(rèn)為是最有前途和可能最快投入實(shí)際應(yīng)用的方法。但現(xiàn)實(shí)情況卻不是這樣,雖然鋅指核酸酶的操作復(fù)雜,但它可定位的序列更長(zhǎng),進(jìn)行基因編輯的精準(zhǔn)度也更高,從而成為美國(guó)FDA首個(gè)批準(zhǔn)用于人體臨床試驗(yàn)的基因編輯平臺(tái)。2017年美國(guó)圣加蒙公司(Sangamo Therapeutics)對(duì)患有亨特綜合征的44歲男子B.Madeux進(jìn)行了代號(hào)為“SB-913”的首例人體基因編輯治療。

亨特綜合征是一種罕見(jiàn)遺傳病,患者主要是男性,每10萬(wàn)個(gè)至17萬(wàn)個(gè)新生男嬰中會(huì)有一位不幸罹患此病。亨特綜合征患者體內(nèi)缺少I(mǎi)DS基因,該基因的功能是生成一種可分解有毒碳水化合物的酶,IDS基因缺失會(huì)導(dǎo)致扮演“清潔I="角色的酶缺位,從而造成細(xì)胞內(nèi)累積有毒代謝物,給患者的器官帶來(lái)毀滅性打擊。由腺相關(guān)病毒、鋅指核酸酶和IDS基因三部分組成的SB-913治療藥物進(jìn)入人體后,腺相關(guān)病毒作為載體,攜帶鋅指核酸酶和正常IDS基因直達(dá)人體肝細(xì)胞,肝細(xì)胞通過(guò)天生的DNA修復(fù)機(jī)制,可以把正常IDS基因插入染色體上的相應(yīng)位點(diǎn).完成目的細(xì)胞的基因編輯治療。

2016年,美國(guó)賓夕法尼亞大學(xué)計(jì)劃在人體上開(kāi)始CRISPR研究,計(jì)劃得到美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院和FDA的許可——用CRISPR技術(shù)治療黑色素瘤、肉瘤和多發(fā)性骨髓瘤。試驗(yàn)包括移除患者的T細(xì)胞,在實(shí)驗(yàn)室中將其編輯后,再注人患者體內(nèi)。2018年,瑞士基因編譯公司(CRISPR Therapeutics)成為首家獲得歐洲監(jiān)管機(jī)構(gòu)許可開(kāi)展臨床基因治療的公司.他們利用基因編輯技術(shù)來(lái)修復(fù)地中海貧血癥患者的基因缺陷,先從患者骨髓中提取干細(xì)胞,然后用CRISPR進(jìn)行基因編輯,同時(shí)重組進(jìn)正常血紅蛋白的基因,治愈地中海貧血癥。斯坦福大學(xué)的研究人員計(jì)劃通過(guò)直接糾正患者十幾細(xì)胞中血紅蛋白基因的突變,將有缺陷的細(xì)胞轉(zhuǎn)化為正常細(xì)胞二但是.有科學(xué)家發(fā)現(xiàn),人與人之間的基因差異可能會(huì)削弱CRISPR/Cas基因編輯的有效性,也可能會(huì)導(dǎo)致十分危險(xiǎn)的脫靶效應(yīng),這使得CRISPR/Cas的臨床之路蒙上了新陰影。

2018年11月26日中國(guó)賀建奎宣布了一對(duì)首例免疫艾滋病的基因編輯嬰兒誕生,消息震驚了國(guó)際科學(xué)界和醫(yī)學(xué)界人自細(xì)胞表面有一種CCR5基因是表達(dá)的蛋白質(zhì),RS型艾滋病病毒(HIV)借助CCR5蛋白進(jìn)人并感染宿主細(xì)胞,致人患病。然而,自然人群中有一定比例的人,其CCR5基因因有32對(duì)堿基的缺失,導(dǎo)致表達(dá)的CCR5-Δ32蛋白無(wú)法被R5型HIV病毒識(shí)別和結(jié)合,從而使這些人不會(huì)得艾滋病。

賀建奎招募了8對(duì)男方HIV陽(yáng)性、女方HIV陰性的志愿者夫婦,在體外受精的受精卵中注射了Cas9蛋自和針對(duì)CCR5基因的sgRNA,體外培養(yǎng)至囊胚進(jìn)行基因診斷,之后將兩個(gè)胚胎移植進(jìn)母親子宮中,最終誕生從出生其CCR5基因就被敲除的雙胞胎嬰兒,宣稱該對(duì)嬰兒對(duì)R5HIV免疫但是,實(shí)驗(yàn)室CRISPR/Cas9技術(shù)編輯敲除的CCR5基因的功能與人群中自然產(chǎn)生的CCR5基因突變?nèi)毕莸墓δ苁欠褚恢?,尚未可?且人群中的CCR5基因突變?nèi)毕荩瑫?huì)導(dǎo)致攜帶者在感染西尼羅河病毒后,出現(xiàn)更嚴(yán)重的神經(jīng)系統(tǒng)疾病;同時(shí),賀建奎只是從測(cè)序角度回應(yīng)CRISPR/Cas9對(duì)于CCR5基因編輯在嬰兒體內(nèi)沒(méi)有出現(xiàn)脫靶效應(yīng)、并聲稱嬰兒的CCR5基因并沒(méi)有編輯為CCR5-032,所以嬰兒中CCR5的突變表型未知,孩子們未來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)也是未知的。

該事件報(bào)道后,100多名中國(guó)科學(xué)工作者迅速發(fā)表聯(lián)合簽署的聲明進(jìn)行強(qiáng)烈譴責(zé):該實(shí)驗(yàn)技術(shù)[_毫無(wú)創(chuàng)新,嚴(yán)重違背國(guó)家的相關(guān)生命倫理規(guī)范準(zhǔn)則,突破了科學(xué)家的倫理道德底線國(guó)家相關(guān)監(jiān)管部門(mén)和國(guó)際醫(yī)學(xué)專(zhuān)家們亦對(duì)此表示憤怒和譴責(zé)基因編輯嬰兒事件對(duì)于基因編輯的疾病治療帶來(lái)了巨大的負(fù)面影響,同時(shí)也重創(chuàng)了從事基因編輯研究的中國(guó)科學(xué)家的聲譽(yù)。

隨著科學(xué)家的不斷努力,已有基因編輯系統(tǒng)的持續(xù)開(kāi)發(fā)和優(yōu)化不僅在細(xì)胞和動(dòng)物水平,也會(huì)在人類(lèi)遺傳疾病治療中獲得新成果但無(wú)論TALENs還是CRISPR/Cas系統(tǒng),在正式商業(yè)化地應(yīng)用于人類(lèi)遺傳病治療之前,還有很長(zhǎng)遠(yuǎn)的路要走.已有的技術(shù)和未來(lái)發(fā)明的基因編輯工具將為遺傳病治療提供新的可能與思路。但是基因編輯嬰兒事件也給我們一個(gè)警示,基因編輯應(yīng)用于疾病治療的過(guò)程中生物醫(yī)學(xué)倫理底線絕對(duì)不容被踐踏。

[1]Gaj T,Gersbach C A,Barbas,C F.ZFN,TALEN,and CRISPR/Cas-based methods for genome engineering.Trends Biotechnol,2013,31(7):397-405.

[2]Joung J K,Sander J D.Innovation TALENs:a widely applicabletechnology for targeted genome editing.Nat Rev Mol Cell Bio,2013,14(1):49-55.

[3]Chevalier B S,Stoddard B L.Homing endonucleases:structural andfunctional insight into the catalysts of intron/intein mobility.NucleicAcids Res,2001,29(18):3757-3774.

[4]Jansen R,van Embden J D A,Gaastra W,et al.Identification of genesthat are associated with DNA repeats in prokaryotes.Mol Microbiol,2002,43(6)門(mén)565-1575.

[5]Jinck M,Chylinski K,F(xiàn)onfara I,et al.A programmable dual-ma-guidedDNA endonuclease in adaptive bacterial immunity.Science,2012,337(6096):816-821.

[6]Engkakul P,Mahachoklertwattana P,Jaovisidha,et al.Unrecognizedvertebral fractures in adolescents and young adults with thalassemiasyndromes.J Pediatr Hematol Oncol,2013,35(3):212-7.

[7]Komor A C,Kim Y B,Packer M S,et al.Programmable editing of atarget base in genomic DNA without double-stranded DNA cleavage.Nature,2016,533(7603):420-424.

[8]Gaudelli N M,Komor A C,Rees H A,et al.Programmable base editingof A.T to G.C in genomic DNA without DNA cleavage.Nature 2017,55,(7681):464-471.

[9]Chadwick A C,Wang X,Musunuru K.In vivo base editing of PCSK9(Proprotein Convertase Subtilisin/Kexin Type 9)as a therapeuticalternative to genome editing.Arterioscl Throm Vas,2017,37(9):1741-1747.

[10]Li G L,Liu Y J,Zeng Y T,et al.Highly efficient and precise baseediting in discarded human tripronuclear embryos.Protein&Cell,2017,8(10):776-779.

關(guān)鍵詞:遺傳病 基因編輯 基因治療 基因倫理

猜你喜歡
基因治療遺傳病
遺傳病的類(lèi)型及診斷
高中生物遺傳和變異知識(shí)中的“一定”與“不一定”
基因治療在臨床醫(yī)學(xué)應(yīng)用中的法律思考
遺傳的基本規(guī)律與人類(lèi)遺傳病
腫瘤基因治療的現(xiàn)狀
涎腺組織再生的研究進(jìn)展
類(lèi)風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎基因治療的研究進(jìn)展
基因修飾的臍血MSCs移植對(duì)帕金森病大鼠旋轉(zhuǎn)行為研究
幾種常見(jiàn)類(lèi)型遺傳病的概率計(jì)算
案例法進(jìn)行“人類(lèi)遺傳病和遺傳病的預(yù)防”一節(jié)的教學(xué)
河南省| 博野县| 阜阳市| 宁晋县| 柏乡县| 青海省| 沙雅县| 怀化市| 特克斯县| 潜江市| 万荣县| 成武县| 普定县| 察雅县| 东乡县| 沙湾县| 赤城县| 黄大仙区| 阜南县| 临沂市| 石门县| 广汉市| 革吉县| 浦县| 柘荣县| 华安县| 鸡西市| 巴马| 温泉县| 繁峙县| 永顺县| 博野县| 自贡市| 曲沃县| 左贡县| 泰顺县| 板桥市| 武强县| 芜湖市| 眉山市| 南江县|