發(fā)布日期：2018-01-10
2017 年可謂是基因治療大放異彩的一年，在鐮狀細胞病、脊髓性肌萎縮癥、血友病等絕癥上，基因治療屢斬奇功，不得不讓人心生期待。而在基因治療大家庭里，CRISPR 更是讓科學(xué)家寄予厚望。
科學(xué)家的期待不難理解。CRISPR 快速、精準(zhǔn)、體量小、自由度高，不管是用作科研工具還是治療手段都十分得力，不愧 " 基因魔剪 " 的稱號。短短十年內(nèi)，CRISPR 已站上風(fēng)口，無數(shù)研究者與企業(yè)跟上時代的列車，國內(nèi)研究者也不甘落后，在 CRISPR 治療癌癥的臨床領(lǐng)域，甚至已先于美國一步展開了臨床試驗 [ 1 ] 。
然而，這把熊熊燃燒火炬，真的如看起來的那樣旺盛嗎？
近日，斯坦福大學(xué) Matthew H. Porteus 教授團隊一項研究發(fā)現(xiàn)，在七成的健康人體內(nèi)發(fā)現(xiàn)了 Cas9 蛋白同源物抗體，近半數(shù)人具有 Cas9 蛋白同源物的抗原特異性 T 細胞 [ 2 ] 。Cas9 是目前 CRISPR 技術(shù)使用最廣泛的工具蛋白。這項研究的結(jié)果意味著，在大部分人體內(nèi)原本就存在著針對 Cas9 蛋白的體液免疫和細胞免疫，CRISPR/Cas9 在實際人體中的應(yīng)用效果將很難保證，甚至有可能引發(fā)嚴重的免疫反應(yīng)。
CRISPR/Cas9 是一種源自于微生物的基因編輯系統(tǒng)，目前使用最廣泛的 Cas9 蛋白是來自金黃色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）的 SaCas9 和來自化膿鏈球菌（Streptococcus pyogenes）的 SpCas9。
這兩位可以說是我們?nèi)祟惖睦吓笥眩瑓s并不是好朋友。它們的出現(xiàn)，往往意味著嚴重的感染。有研究表明，40% 的人類體內(nèi)存在金黃色葡萄球菌 [ 3 ] ，20% 學(xué)齡兒童體內(nèi)存在化膿鏈球菌 [ 4 ] ，而針對這兩種病菌的抗體，幾乎 100% 的成人都有 [ 5-7 ] 。
這不由得不讓人深思，來自這兩種病菌的 Cas9 蛋白，是否也會被我們的身體排斥呢？
研究者檢測了 22 份臍帶血樣和 12 份健康成人外周血樣，利用免疫印跡法對其中的抗體進行檢測。抗體能夠穿透胎盤屏障，臍帶血一定程度上能夠代表母體的免疫水平。
結(jié)果令人吃驚，在臍帶血中，86% 檢出 SaCas9 抗體，73% 檢出 SpCas9 抗體；在成年人外周血中，67% 檢出 SaCas9 抗體，42% 檢出 SpCas9 抗體。總的來說，79% 具有 SaCas9 抗體，65% 具有 SpCas9 抗體！
鑒于對臍帶血和外周血樣本的處理方法有差異，Cas9 蛋白抗體可能對處理方法敏感，兩類樣本出現(xiàn)了略有不同的結(jié)果。實際上的檢出數(shù)字，可能會更高。
研究者進一步利用細胞因子捕捉系統(tǒng)（CCS）檢測了血樣中的 Cas9 抗原特異性 T 細胞。在 3 份來自健康成人的外周血樣中，46% 檢出了 SaCas9 抗原特異性 T 細胞，其中的 71% 也具有 SaCas9 抗體；SpCas9 則未有檢出。但這并不意味著 SpCas9 特異性的 T 細胞不存在。實驗中，研究者曾檢測到 SpCas9 相關(guān) T 細胞的蛛絲馬跡，但是鑒于 CCS 系統(tǒng)的靈敏度有限，實驗結(jié)果無法重復(fù)，只能記為未檢出。
實驗采用臍帶血作為陰性對照組。新生兒并未接觸過抗原，不存在相關(guān)的特異性 T 細胞。在 CCS 檢測中，接觸了 Cas9 蛋白也沒有產(chǎn)生特異性 T 細胞。這也證明，人血樣中檢測到的 SaCas9 抗原特異性 T 細胞，是原本就存在的，而不是在檢測過程中由于首次暴露于抗原產(chǎn)生的。
目前的 CRISPR/Cas9 技術(shù)有體外編輯和體內(nèi)編輯兩個方向。在體外編輯時，一般使用電穿孔轉(zhuǎn)染將編輯系統(tǒng)引入細胞；體內(nèi)編輯則往往使用病毒載體或者納米粒子包埋的形式。在這種情況下，Cas9 蛋白并不會直接接觸到相應(yīng)的抗體。
但是，Cas9 蛋白進入了細胞并不意味著安全。細胞依舊可以通過 MHC 抗原遞呈等方式，通知免疫系統(tǒng)內(nèi)部有敵。這讓免疫系統(tǒng)積極清除經(jīng)過 Cas9 改造的細胞，導(dǎo)致治療毫無效果?？紤]到治療范圍，如果改造細胞遍布全身，這種殺敵行為將會造成嚴重的全身免疫問題。
這意味著，人的適應(yīng)性免疫將會成為 CRISPR 基因療法的巨大壁壘，而且這種風(fēng)險并不能夠在非人系統(tǒng)中輕易排除 [ 8 ] 。
此文一出，CRISPR 技術(shù)的前景再次遭受市場質(zhì)疑?？v然未來可能會有新技術(shù)解決這個潛在的問題，但短期內(nèi)，該領(lǐng)域的先鋒技術(shù)公司必將受到?jīng)_擊。周五論文發(fā)表后，Editas 股價下跌 0.7%，Intellia 下跌 2.7%，一直被看好的 CRISPR Therapetutics 也略有蕭瑟之感 [ 9 ] 。
至于如何解決這個問題，Porteus 教授提出三種思路。加快 Cas9 的耗竭、免疫抑制、尋找新來源的 Cas9 蛋白。不管到底哪個能真的破局，前方的道路必定充滿艱辛。
1999 年，美國男孩 Jesse Gelsinger 在基因治療過程中，因劇烈的免疫反應(yīng)去世，自此結(jié)束了十年間業(yè)界對基因治療的狂熱追捧。2017 年，CRISPR 屢登頂級期刊，2018 年預(yù)計開展的諸多臨床項目看起來大有可為。
一條生命已經(jīng)足以令技術(shù)發(fā)展停滯甚至倒退，希望研究者在科學(xué)的路上慎而又慎，愿 CRISPR 這把火長久地照亮未來。
參考資料：
[ 1 ] https://gizmodo.com/in-2018-we-will-crispr-human-beings-1821540150
[ 2 ] https://www.biorxiv.org/content/early/2018/01/05/243345
[ 3 ] F. D. Lowy, Staphylococcus aureus Infections. New England Journal of Medicine 339, 520-532 ( 1998 ) .
[ 4 ] A. L. Roberts et al., Detection of group A Streptococcus in tonsils from pediatric patients reveals high rate of asymptomatic streptococcal carriage. BMC Pediatrics 12, 3 ( 2012 ) .
[ 5 ] P. Colque-Navarro, G. Jacobsson, R. Andersson, J.-I. Flock, R. M ö llby, Levels of Antibody against 11 Staphylococcus aureus Antigens in a Healthy Population. Clinical and Vaccine Immunology : CVI 17, 1117-1123 ( 2010 ) .
[ 6 ] A. Dryla et al., Comparison of Antibody Repertoires against Staphylococcus aureus in Healthy Individuals and in Acutely Infected Patients. Clinical and Diagnostic Laboratory Immunology 12, 387-398 ( 2005 ) .
[ 7 ] R. Mortensen et al., Adaptive Immunity against Streptococcus pyogenes in Adults Involves Increased IFN- γ and IgG3 Responses Compared with Children. The Journal of Immunology 195, 1657 ( 2015 ) .
[ 8 ] W. L. Chew et al., A multifunctional AAV-CRISPR-Cas9 and its host response. Nat Meth 13, 868-874 ( 2016 ) .
[ 9 ]https://www.fiercebiotech.com/biotech/new-paper-could-put-crispr-biotechs-under-pressure
來源：奇點網(wǎng)
