21世纪初 , 人们开始注意到CRISPR序列在基因定位和剪辑中的作用 。 2020年 , 当诺奖授予CRISPR技术时 , 它的获奖理由是:利用这些技术 , 研究人员可以极其精确地改变动物、植物和微生物的DNA 。 这项技术对生命科学产生了革命性的影响 , 正在为新的癌症疗法做出贡献 , 并可能使治愈遗传疾病的梦想成为现实 。
在杨辉看来 , CRISPR技术可以算是21世纪生物领域最重要的发现之一 。 它的意义可媲美20世纪DNA双螺旋结构的解码、PCR基因扩增技术等重大发现 。
中国遗传学会基因编辑分会委员谷峰解释说 , 以前如果要进行基因修改 , 采用同源重组的方法效率非常低 , 基本上100万或者10万个细胞里面可能才会发生一次 , 而现在 , 利用CRISPR技术 , 100个细胞里面可能就有几十个能够被编辑 。 今天 , 这个领域还不断有研究致力于提高这种技术的靶向性和效率 , 它未来将会是一个更强大的工具 。
杨辉说 , 以前可能全球只有不到100个实验室可以开展基因编辑相关的研究 , 现在90%的实验室都可以开展 。 人们在此基础上 , 延伸出各式各样的研究 。 谷峰看到 , 大概从2017年开始 , 已陆续开始有一些应用研究成果发表 。
在CRISPR技术获得诺贝尔奖的2020年 , 《自然》杂志回顾了该技术在现实世界中的应用 。 比如 , 在%u3B2-地中海贫血和镰状细胞病这两种由血红蛋白的基因突变引起的疾病中 , CRISPR Therapeutics等公司已经在临床试验中看到了初步成效 。 Editas公司进行的临床试验 , 则通过删除引起遗传性失明的基因突变 , 治疗先天性黑蒙症10型 。 在肿瘤治疗中 , CRISPR也被用于CAR-T、PD-1等肿瘤免疫疗法的基因改造中 。
在这个领域 , 基因编辑的“大佬”们不断拓展各自的商业版图 。 除了Editas Medicine , 张锋还有几家公司 。 2018 , 张锋与博德研究所副所长刘如谦等人创立了Beam Therapeutics 。 今年1月 , 辉瑞与Beam公司达成一项价值高达13.5亿美元的协议 , 以推进一系列罕见病的新型体内碱基编辑计划 。 辉瑞首席科学官Mikael Dolsten说:“我们把与Beam的合作视为推进下一代基因编辑疗法的机遇 , 这是一个令人兴奋的科学前沿 , 有机会帮助罕见基因患者治愈疾病 。 ”
现在正在开展临床试验的药物主要是罕见病领域 。 张昊对此解释说 , 这主要是因为 , 一些罕见病与遗传基因有关 , 改造基因即可实现治疗 。 而那些更大众的疾病 , 包括癌症、高血压等慢性病 , 目前哪怕改造几十个基因也无法治疗 , 它们的致病因素很复杂 。 不过 , 这并不意味着这项技术在制药领域的前景有限 , 随着研究推进 , 可能它会攻克今天看起来还不能治疗的疾病 , 而目前开展的研究 , 都是一种“概念验证” 。
因为CRISPR技术关乎一切生命体 , 包括动物、植物、微生物的基因 , 因此 , 它的前景似乎是任由人类想象 。 除了生物制药 , 比如 , 在农业中 , CRISPR就可以用于作物育种、害虫治理、特色农产品的生产等等 , 也可以用来生产乳制品发酵中抵御噬菌体的材料......在新冠疫情中 , 也有基于CRISPR的新冠病毒诊断试剂盒获批 。
这场耗时十年的专利纷争并没有减少人们对CRISPR的需求 。 正如《连线》杂志所写的那样 , 它激发了人们对开发与之接近或者具有竞争优势的基因编辑工具的兴趣 , 这些努力有望进一步完善和扩展CRISPR的潜力 。
(应受访者要求 , 文中张昊为化名)
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