基因組編輯是精確修飾基因組核苷酸序列的過程。它提供了一種強有力的方法來研究各種問題,隨著一系列新工具的發展,現在我們有可能實現的基因組編輯頻率足夠高,可產生有用的醫療價值。正在開發的基因組編輯,不僅可用于治療單基因疾病,也可用于治療傳染病和有遺傳和環境成分的疾病。
12月22日,國際著名學術期刊《Genome Biology》在線發表了斯坦福大學Matthew H Porteus教授的一篇評論文章,題為“Towards a new era in medicine: therapeutic genome editing”。這篇文章回顧了基因組編輯的潛在治療價值、基因組編輯及其工具箱的發展,討論了非同源性末端結合介導的基因組編輯和同源性重組介導的基因組編輯,可能具有的治療價值,以及生殖細胞系基因組編輯所面臨的挑戰。
本文通訊作者是斯坦福大學醫學院教授、CRISPR Therapeutics公司創始人Matthew Porteus 博士。Porteus博士在博士后工作期間,開始進行基因組編輯方面的研究,他首次發現,可以利用人工核酸酶,通過同源重組通路,對人類細胞基因組進行精確修飾,從而影響特定基因的表達。目前,Porteus博士主要進行遺傳性疾病基因組修飾療法的研究開發。
在這篇評論文章中,作者討論了基因組編輯的潛在治療重要性,文章指出,治療性基因組編輯的確切性質,必須取決于我們對于疾病遺傳機制和特定病理生理學之間相互作用的堅實理解。也就是說,一種編輯策略可能適用于一種疾病,但不適用于另一種疾病。本文描述了基本的基因組編輯策略和工具,這些策略和工具現在不僅可用于糾正拼寫錯誤,而且還能對基因組進行更復雜的修改。然后,文章討論了正在發展的基因組編輯如何可用來治療遺傳性、傳染性和獲得性疾病。值得注意的是,文章還討論了基因組編輯的安全性和毒理學。
對于今年轟動學術界的人類胚胎基因組編輯,文章提出了生殖細胞基因組編輯所面臨的挑戰。作者指出,用受精卵注射的的基因組編輯技術,即便是經過了道德評判允許或者是令人滿意的,也還沒有準備好用于人類。然而,這些特定的實驗和一般概念已經在兩大高知名度的期刊,帶來了大量的頭條新聞。這一話題的方向和討論仍有待確定,但是作者希望,有幾個原則要列入重要地位。首先,倫理問題不應該妨礙使用這種強大的基因組編輯工具,以讓科學家更好地理解生殖細胞、生殖細胞發育和早期胚胎發育。其次,來自不同領域的權威學者應該指導相應的討論,包括來自廣泛利益相關者的聲音,包括那些受世代遺傳病影響的家庭。第三,沒有單一的倫理觀點是有優勢的,應該在一個持續的、重復的過程中不斷合并新的理解和觀點。最后,使用基因組編輯可能會導致特定基因型向后代的傳遞,這個問題應該放到已經發生的、同樣影響后代基因型構成的活動背景中來考慮。
文章最后提出了幾個仍然需要解決的重要問題,包括建立一種監管框架,針對基礎技術而不是基于不同治療基礎的技術(如小分子或抗體生物制劑)。也需要開發安全和有效的機制,在體外將基因組編輯機器傳遞到更多的組織,包括肝、眼睛、肌肉、心臟和大腦。最后,我們需要開發一種靈活而有適應能力的監管框架,考慮到使用基因組編輯可能存在的倫理和科學問題。這個框架需要考慮不同的利益相關者群體,必須尊重文化差異的觀點。
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