2015年11月5日英國(guó)包括<<每日郵報(bào)>>、 <<鏡報(bào)>>在內(nèi)的多家報(bào)紙報(bào)道了世界上首例嬰兒白血病患者被成功治愈的奇跡。去年6月，可愛(ài)的Layla Richards 誕生于倫敦的北部，然而三個(gè)月后，Layla開(kāi)始患病，醫(yī)生通過(guò)血液檢測(cè)將其確診為急性淋巴白血病患者。疾病確診后，Layla 接受了化療，骨髓移植等傳統(tǒng)治療方法，但不幸的是這些治療方法對(duì)于Layla的病情緩解并沒(méi)有幫助。在醫(yī)生宣布了Layla的治療無(wú)望后，Layla的父母卻并沒(méi)有放棄。相反，他們?cè)试S倫敦Great Ormond Street醫(yī)院的醫(yī)生采用德國(guó)生物技術(shù)公司Cellectis開(kāi)創(chuàng)的細(xì)胞治療方法治療Layla。事實(shí)上這種方法尚沒(méi)有應(yīng)用在臨床，之前僅在老鼠身上做過(guò)測(cè)試。今年6月份，醫(yī)生將1毫升基因編輯過(guò)的5000萬(wàn)個(gè)細(xì)胞注入了Layla的體內(nèi)。奇跡發(fā)生了，幾周后Layla 開(kāi)始出現(xiàn)好轉(zhuǎn)的跡象，如今檢測(cè)結(jié)果發(fā)現(xiàn)Layla身體內(nèi)的癌細(xì)胞已經(jīng)完全消失了。

基因編輯技術(shù)如何創(chuàng)造奇跡？

那么醫(yī)生具體是怎么對(duì)Layla進(jìn)行治療的呢？醫(yī)生給Layal注射的血細(xì)胞來(lái)自美國(guó)的一個(gè)隨機(jī)的捐獻(xiàn)者。科學(xué)家對(duì)這些細(xì)胞進(jìn)行了三種形式的修改。首先，這些血細(xì)胞內(nèi)被注入了抗白血病基因，這些基因可以編碼靶向追蹤并殺死癌細(xì)胞的蛋白質(zhì)。其次，科學(xué)家關(guān)閉了血細(xì)胞內(nèi)的兩個(gè)基因，關(guān)閉其中一個(gè)基因是為了確保注射的細(xì)胞不被Layla 身體排斥，關(guān)閉的另一個(gè)基因是為了確保捐贈(zèng)的細(xì)胞不被藥物殺死。今年6月份，醫(yī)生將編輯過(guò)的血細(xì)胞注入Layla體內(nèi)，經(jīng)過(guò)三個(gè)月，這些細(xì)胞尋找并殺死了癌癥細(xì)胞。9月份，醫(yī)生又重新對(duì)Layla進(jìn)行了骨髓移植，新的骨髓重新開(kāi)始生產(chǎn)健康的血液細(xì)胞，而捐獻(xiàn)的細(xì)胞在骨髓移植過(guò)程中將會(huì)喪生

基因編輯技術(shù)的新寵

在Layla治療過(guò)程，基因工程編輯過(guò)的細(xì)胞無(wú)疑是最重要的因素。那么基因是如何被編輯的呢？ 注射到Layla體內(nèi)的細(xì)胞是通過(guò)一種叫做TALENs的新型基因編輯技術(shù)進(jìn)行的。這項(xiàng)技術(shù)極為復(fù)雜，普通的實(shí)驗(yàn)室是無(wú)法進(jìn)行的，只有借助商業(yè)公司完成。小編想在這里介紹有第三代基因編輯技術(shù)之稱(chēng)得GRISPR/Cas9系統(tǒng)。

所謂基因編輯技術(shù)，是指對(duì)DNA核苷酸序列進(jìn)行刪除和插入等操作。CRISPR-Cas9系統(tǒng)并非天生就是為人類(lèi)使用而產(chǎn)生的。它的本質(zhì)其實(shí)是細(xì)菌中一種對(duì)付諸如病毒等外來(lái)DNA的防御系統(tǒng)。CRISPR（Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats，CRISPR）是生命進(jìn)化歷史上，細(xì)菌和病毒進(jìn)行斗爭(zhēng)產(chǎn)生的免疫武器，簡(jiǎn)單說(shuō)就是病毒能把自己的基因整合到細(xì)菌，利用細(xì)菌的細(xì)胞工具為自己的基因復(fù)制服務(wù)，細(xì)菌為了將病毒的外來(lái)入侵基因清除，進(jìn)化出CRISPR系統(tǒng)，利用這個(gè)系統(tǒng)，細(xì)菌可以不動(dòng)聲色地把病毒基因從自己的染色體上切除，這是細(xì)菌特有的免疫系統(tǒng)。微生物學(xué)家10年前就掌握了細(xì)菌擁有多種切除外來(lái)病毒基因的免疫功能，其中比較典型的模式是依靠一個(gè)復(fù)合物，該復(fù)合物能在一段RNA指導(dǎo)下，定向?qū)ふ夷繕?biāo)DNA序列，然后將該序列進(jìn)行切除。許多細(xì)菌免疫復(fù)合物都相對(duì)復(fù)雜，其中科學(xué)家掌握了對(duì)一種蛋白Cas9的操作技術(shù)，并先后對(duì)多種目標(biāo)細(xì)胞DNA進(jìn)行切除。這種技術(shù)被稱(chēng)為CRISPR/Cas9基因編輯系統(tǒng)，迅速成為生命科學(xué)最熱門(mén)的技術(shù)。

CRISPR/Cas9應(yīng)用前景

在過(guò)去的3年里，基因編輯神器CRISPR被認(rèn)為是遺傳研究領(lǐng)域的革命性技術(shù)；科學(xué)家用它來(lái)編輯農(nóng)作物、家畜甚至是人類(lèi)胚胎。一些公司如雨后春筍般出現(xiàn)，開(kāi)發(fā)基于CRISPR的基因療法。有科學(xué)家表示，此類(lèi)療法的首次臨床試驗(yàn)會(huì)在接下來(lái)的一到兩年內(nèi)進(jìn)行。這些首批試驗(yàn)或許將勾勒出CRISPR的應(yīng)用場(chǎng)景，即CRISPR成分能被直接注入眼睛等器官，或者細(xì)胞能從人體移除并在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行基因改造后被放回體內(nèi)。例如，形成血液的干細(xì)胞可能被修正用于治療諸如鐮狀細(xì)胞性貧血癥或β-地中海貧血等疾病。雖然將酶和引導(dǎo)性RNA送入很多其他組織將是一項(xiàng)更大的挑戰(zhàn)，但研究人員希望有一天這項(xiàng)技術(shù)能被用于解決更廣范的遺傳疾病。

CRISPR/Cas9技術(shù)是一項(xiàng)正在發(fā)展中的新興技術(shù)，仍然存在一些缺陷，如脫靶效應(yīng)，系統(tǒng)效率和特異性受不同物種或同一物種的不同基因影響等因素。然而，作為一項(xiàng)新技術(shù)，縱然還有許多問(wèn)題有待解決與發(fā)展，也給研究人員以更廣闊空間去進(jìn)行探索和研究，不斷發(fā)現(xiàn)、發(fā)展該項(xiàng)技術(shù)的更多更大的優(yōu)勢(shì)。未來(lái)，CRISPR/Cas技術(shù)會(huì)在實(shí)驗(yàn)室中得到廣泛的推廣，并成為科研人員了解生物、在改造基因，解決更多的問(wèn)題的一項(xiàng)常規(guī)的應(yīng)用手段。