研究识别陷阱纠正人类胚胎中的突变与CRISPR

在一个今天发表的纸张在《细胞》(Cell)杂志上，科学家们描述了用CRISPR(一种基因组编辑系统)编辑人类胚胎基因后意想不到的不良结果。

这项研究是迄今为止对人类胚胎CRISPR的最详细分析。研究表明，在人类胚胎发育的早期，应用基因编辑技术修复导致失明的基因，往往会消除整个染色体或很大一部分。

"Our study shows that CRISPR/Cas9 is not yet ready for clinical use to correct mutations at this stage of human development,” says the study’s senior author Dieter Egli, assistant professor of developmental cell biology in the Department of Pediatrics at Columbia University Vagelos College of Physicians and Surgeons.

人类胚胎中的Crispr

近年来称为CRISPR / CAS9的基因组编辑系统彻底改变了分子生物学，其发现者在今年的诺贝尔化学奖中获得了荣誉。该系统允许科学家在培养细胞，活组织和动物胚胎的基因组中进行精确变化。

CRISPR首次在人类胚胎中使用是在2015年。然后在2018年，贺建奎声称在一对双胞胎胚胎中进行了该手术，引发了世界各地科学家和政府官员的强烈谴责。

CRISPR可以导致染色体异常

在这篇新论文中，Egli和他的同事测试了CRISPR/Cas9基因组编辑对早期人类胚胎的影响，这些胚胎携带一种名为EYS(闭眼同源物)的突变基因，这种基因会导致遗传性失明。

“我们从之前对分化的人类细胞和小鼠的研究中知道，DNA的断裂主要会导致两种结果:精确修复或局部小变化。在EYS基因中，这些变化可以产生一个功能基因，尽管它不是一个完美的修复，”哥伦比亚大学瓦格洛斯内科和外科学院的研究科学家、论文的联合主要作者迈克尔·祖卡罗说。

在这项研究中，祖卡罗、埃格利和他们的同事观察了转基因胚胎的整个基因组，发现了另一个结果。祖卡罗说:“我们了解到，在人类胚胎细胞中，DNA的一次断裂可能导致第三种结果——整个染色体或染色体的一大部分的丢失，而这种染色体的丢失是非常频繁的。”

2017年，一项研究报告称，利用CRISPR成功纠正了正常人类胚胎中的一种导致心脏疾病的突变。这项新研究的全面数据为这些结果提供了不同的解释:携带突变的染色体可能已经完全丢失，而不是被纠正。

“如果我们的结果在两年前就被知道了，我怀疑会有人在临床上尝试使用CRISPR编辑人类胚胎中的基因，”Egli说。“我们希望这些值得警惕的发现能够阻止这种重要技术的过早临床应用，但也能指导负责任的研究，以实现其最终安全有效的使用。”