CRISPR好不好用，還要看基因？

　　來自哈佛醫學院、波士頓兒童醫院和蒙特利爾大學的研究團隊發現“一刀切”的基因編輯療法可能并不會對所有患者產生有相同的療效，基因編輯技術或許也需要根據每位患者的基因序列加以調整，以實現最大化的功效和防止潛在有害的脫靶效應。

　　“人類的基因序列各有不同，而將“標準化”的基因序列作為參考并不能顧及所有差異性，”來自達納法伯波士頓兒童癌癥和血液疾病中心的醫學博士Stuart Orkin說。“我們建議將基因序列常見的變異納入治療性基因編輯的設計靶向系統中，以實現治療療效的最大化和潛在危險的最小化”。

　　研究人員在“美國科學院學報”（PNAS）的一篇題為“Human genetic variation alters CRISPR-Cas9 on -and off-targeting specificity at therapeutically implicated loci”的論文中報告了他們的發現。

　　目前在臨床上已經開始進行CRISPR/Cas9基因編輯有效性的評估。“我們不僅需要評估是否可以成功的有效性，還應該考慮一旦脫靶帶來的后果。”作者指出。“這需要評估與試劑遞送、基因編輯試劑本身和脫靶有關的毒性”。

　　為了幫助理解基因編輯技術靶向和脫靶的潛在效應和幫助設計有效且安全的引導RNA（gRNA），大多數研究都是基于參考基因組或者細胞系基因組。

　　作為一種替代療法，哈佛醫學院的Matthew Canver教授領導了一次評估個體間遺傳變異對CRISPR/Cas9基因編輯潛在性影響的研究，他們分析了7444個之前公布的人類全基因組序列和一個包含了大約300個不同的gRNA列表，這份列表上的gRNA可用于在基因組上30個不同的治療相關位點的靶向定位。

　　他們的的結果表明，大約一半的gRNAs可以被小的基因變異、單核酸多態性或者包括gRNA自身在內的靶向位點的插入/刪除所影響。

　　“如果CRISPR試劑的靶向治療位點存在基因差異性，這將會有降低治療療效或者治療失敗的風險。”Carnver解釋道。“由于與gRNA不匹配，一個堿基對所產生的基因差異性可能會導致結合效率下降。總的來說，這可能會導致治療療效的降低”。

　　研究顯示，在一些情況下，基因變異甚至可能引導gRNA將CRISPR試劑導向基因組上的錯誤位點。“在一些罕見案例中，可能產生非常有效的“脫靶”位點——CRISPR試劑可能會在這些位點無意地剪切和結合。如果脫靶效應恰好發生在一個腫瘤抑制基因，這將是一個大問題”。

　　雖然這項研究專注于CRISPR/Cas9基因編輯，但研究小組表示研究結果可能對其他基因編輯技術（如鋅指核酸酶和轉錄激活物樣（TAL）效應核酸酶（TALENs））的設計有所影響。

　　“一致的觀點認為所有這些技術均依賴于十分特異性地識別DNA堿基段，”Carnver說。“因此，影響靶向序列的變異體可能會降低gRNA的結合。變異體也可能會導致在可能造成傷害的新位點上的結合。隨著基因編輯治療持續發展并開始引入臨床，確保每個治療方案都是為即將治療患者量身定做的，這一點意義重大”。

　　在他們的文章中，研究人員主張進行臨床前研究以確保在gRNA設計階段就考慮到基因變異并為臨床翻譯驗證這些gRNA。

　　總目標是盡可能地為不同基因型患者提供“安全、有效、個性化”的治療方案。他們進一步指出，在每位患者治療前進行全基因組測序（WGS）不失為一種慎重的做法。“WGS數據允許他們在計算機上進行靶向和脫靶分析，這可以在患者接受治療之前明確可能出現的治療失敗或不良結果。排除在抑癌基因等重要基因內或臨近的可預測脫靶位點上的gRNA，這或許是為安全性考慮的明智之舉”。

　　而在今年7月份的時候，CRISPR/Cas9基因編輯張鋒已經在《Nature》子刊上面刊登了一篇自己的報道，表明在使用CRISPR/Cas9基因編輯系統的時候，個體化的差異會導致基因編輯系統失效或者造成損害的情況出現，而如今，這一結果得到了數據的支持。