CRISPR造成的基因组损伤比最初想象的要多

Wellcome Sanger研究所的科学家们发现，CRISPR/Cas9基因编辑会对细胞造成比之前认为的更大的遗传损伤。这些结果为未来使用CRISPR/Cas9的基因治疗提供了安全性暗示，因为意想不到的损伤可能导致某些细胞发生危险的变化。

今天(2018年7月16日)发表在《自然生物技术》杂志上的这项研究还揭示，检测DNA变化的标准测试无法发现这种遗传损伤，任何潜在的基因疗法都需要谨慎和特定的测试。

CRISPR/Cas9是最新的基因组编辑工具之一。它可以通过在特定的点切割并在该位置引入变化来改变细胞中的DNA部分。CRISPR/Cas9已经广泛用于科学研究，也被视为一种有希望的方法，可以为艾滋病、癌症或镰状细胞病等疾病创造潜在的基因组编辑治疗方法。这种疗法可以使致病基因失活，或纠正基因突变。然而，任何潜在的治疗方法都必须证明它们是安全的。

之前的研究并没有在基因组编辑靶位点的DNA中显示出许多来自CRISPR/Cas9的不可预见的突变。为了进一步研究这一点，研究人员在小鼠和人类细胞中进行了全面的系统研究，发现CRISPR/Cas9经常引起广泛的突变，但距离目标位点更远。

研究人员发现，许多细胞有大量的基因重排，如DNA缺失和插入。这些可能导致重要基因的开启或关闭，这可能对CRISPR/Cas9在治疗中的使用产生重大影响。此外，其中一些变化距离目标位点太远，无法用标准的基因分型方法观察到。

来自Wellcome Sanger研究所的该研究的通讯作者Allan Bradley教授说:“这是对CRISPR/Cas9编辑在治疗相关细胞中产生的意外事件的第一次系统评估，我们发现DNA的变化在此之前被严重低估了。重要的是，任何考虑将这项技术用于基因治疗的人都要谨慎行事，并非常仔细地检查可能的有害影响。”

来自Wellcome Sanger研究所的第一作者Michael Kosicki说:“我最初的实验使用CRISPR/Cas9作为研究基因活性的工具，然而很明显，意想不到的事情发生了。一旦我们意识到基因重排的程度，我们就系统地研究了它，观察了不同的基因和不同的治疗相关细胞系，并表明CRISPR/Cas9效应是正确的。”

这项工作对如何使用CRISPR/Cas9进行治疗有影响，并可能重新激发研究人员寻找替代标准CRISPR/Cas9基因编辑方法的兴趣。

纽约Memorial Slone Kettering癌症中心的独立研究员Maria Jasin教授没有参与这项研究，她评论说:“这项研究是第一个评估CRISPR/Cas9切割位点产生的基因组损伤的研究。虽然不知道其他细胞系的基因组位点是否会以同样的方式受到影响，但这项研究表明，在临床上使用CRISPR/Cas9之前，需要进一步的研究和特定的测试。”

本文转载自材料所提供的威康桑格研究所．注:材料可能因长度和内容而被编辑。欲了解更多信息，请与引用的来源联系。

参考:Kosicki, M, Tomberg, K， & Bradley, A.(2018)。CRISPR-Cas9诱导的双链断裂修复导致大量缺失和复杂的重排。自然生物技术。https://doi.org/10.1038/nbt.4192