Cell对话：我们该如何应用基因编辑？
来源：生物探索
欧洲专利局近日宣布，计划将“基因魔剪”CRISPR在欧洲的专利授予加州大学伯克利分校，专利内容包括单分子DNA靶向RNA等23个组合物及其相关研究方法和试剂盒。消息宣布后，麻省理工和哈佛博德研究所28日发布了他们关于此事件的声明。
声明称，CRISPR研究是一个大领域，涉及到来自世界各地的许多有才华的科学家的贡献。截至2017年3月，美国专利商标局已向18个组织（其中一半是学术机构）的大约100名发明者颁发了55项与CRISPR相关的专利。欧洲专利局也向大约10家申请机构的30名发明者颁发了21项相关专利。
欧洲专利审查过程与美国不同，在专利颁发后9个月内如有异议，可对专利权进行调整。一旦提起异议，欧洲专利局就需重审。审查过程通常需要一年时间，之后欧洲专利局可作出维持、撤销或允许修改专利的裁决。人们普遍预计，有关各方将提交异议，欧洲专利局在此案例上作出调整是必需的。
在接下来的几年里，CRISPR领域会涌现出更多机构的更多发明家，也将会颁出更多的专利，以表彰对推进CRISPR技术作出贡献的每一个人。
声明表示，全球科学界将能继续利用CRISPR技术推进人类对生物学和疾病治疗的理解，并帮助奠定新一代疗法的基础。这和博德研究所推进理解和治疗疾病的基本原则相一致，博德研究所及其合作伙伴将继续致力于传播和分享CRISPR基因组编辑工具，特别是通过继续向全球学术界免费提供这一变革性的技术，并通过包容性创新模式开展商业化的人类治疗研究，从而将公共利益最大化。
CRISPR基因编辑无疑是本世纪以来最受瞩目的生物技术之一。CRISPR可以用来做什么？如何来实现这一过程？这大概是人们目前对这项技术最关心的问题。3月28日，在Cell网站Crosstalk专栏上的一篇文章中，Trends in Biotechnology杂志的编辑Matt Pavlovich就CRISPR目前所面临的一些问题进行了探讨。
1CRISPR疗法面临的一些问题及改进策略
在分子和细胞生物学家眼中，最紧迫的问题大概是如何将实验室发展的基因编辑转化为疗法。首先，确保设计的CRISPR治疗药物编辑正确的DNA序列至关重要。与其他修改基因组的方式相比，CRISPR的一大优势就是特异性：进行编辑工作的Cas9酶可以被引导到基因组的特定位点，突变、删除或插入DNA。但CRISPR/Cas9系统同样也存在脱靶效应这样的问题。目前，预测脱靶效应仍然具有挑战性，用早期基因组编辑先驱，哈佛遗传学家George Church的话来说，“我们所谓的基因组编辑绝大部分实际上都是对基因组的破坏。”
即使可以将DNA的任意序列插入到基因组的目的位点，在实验室的细胞中实现这一操作比在动物或人类中要容易得多。在活器官中引导蛋白质或一系列遗传物质进入目的细胞或组织，将会面临着递送和动力学问题的巨大挑战。设计的CRISPR药物将如何达到身体的靶点，它到达那里后能够以多快的速度进行编辑？就好比某些常规药物对全身起作用，而另一些药物特异性更强，某些被设计为尽可能快地起效，而另一些被配制为缓释制剂，CRISPR药物同样需要在分子和药理学水平上进行精心设计。
尽管存在这些挑战，但仍旧有一些尚未发表的研究透露了一些CRISPR治疗药物的希望。一项报告特别提到，只有10％的细胞群体被成功编辑才足以扭转疾病状态。
那么，基因编辑还能如何改进呢？一种普遍的策略将目光聚焦在Cas9酶上。目前使用的Cas9来自特定的链球菌细菌，这些蛋白质有许多其他突变体。一些突变体可能通过更加深入地研究微生物基因组被发现，还有一些可以通过在实验室中构造新型Cas蛋白质获得，另一些Cas之外的其他蛋白质家族也能够巧妙通过不同的方式编辑基因组。与Cas9一样，未来的挑战在于弄清楚这些蛋白质可以做什么，如何实现这一过程。
2伦理问题无法忽视
不过，基因组编辑中最困难的问题也许不是生物与技术，而是哲学层面的。基因组编辑能够引起深远的变化，特别是当应用于可能传给下一代的基因组时。国家科学院建议，如果没有广泛的社会共识，这种种系编辑或人类胚胎编辑就不能执行。而伦理学们家制定的标准是如此模糊及苛刻，几乎不可能实现。即使进行了这样的实验，对于孩子和整个领域来说，风险也将是巨大的：一个不可预见的悲剧性结果可能让科学界和公众很长一段时间都对基因组编辑感到反感。
基因编辑相关的伦理问题不止种系或胚胎编辑方面。与媒体和公众的沟通以及政策法律问题也值得仔细考虑。而对于正在开发基因工程工具的科学家来说，研究人员预先考虑技术潜在滥用的职责是什么？到目前为止，基因组编辑的道德准则和监管标准远远落后于技术本身。
3CRISPR的广泛应用
当然，治疗不是基因组编辑的唯一应用，医生也不是唯一可以从这项技术中受益的人。具有化学工程背景的Matt Pavlovich对 CRISPR编辑细菌基因组尤为感兴趣，他认为这项技术可能彻底改变从生物燃料到啤酒生产的一切工业发酵过程。合成生物学家也看到巨大的机遇，他们能借助这项工具更好地了解并操纵信号网络和调控元件。基因编辑为那些希望研究DNA结构基础科学和DNA酶机制的细胞生物学家也提供了一个平台。
参考资料：
相关文章推荐：