發(fā)布日期：2019-06-11
讓裁剪“生命天書”的基因編輯技術(shù)變得更安全，在這一全球激烈競(jìng)爭(zhēng)的領(lǐng)域，中國(guó)科學(xué)家已開始領(lǐng)跑世界。
北京時(shí)間今晚11點(diǎn)，英國(guó)《自然》雜志在線發(fā)表中國(guó)科學(xué)院腦科學(xué)與智能技術(shù)卓越中心研究員楊輝研究組的論文：他們不僅發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有基因編輯技術(shù)在修改DNA的同時(shí)，會(huì)大量“誤傷”核糖核酸（RNA），還發(fā)明了不會(huì)產(chǎn)生誤傷的新一代基因編輯技術(shù)，從而使基因編輯更加安全、高效，為其進(jìn)入臨床提供了重要的安全保障。
“目前我們已經(jīng)為它申請(qǐng)專利，并推動(dòng)向臨床和產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化。”楊輝告訴記者，目前已有風(fēng)險(xiǎn)投資介入，希望能盡快在長(zhǎng)三角建立相關(guān)技術(shù)平臺(tái)和生產(chǎn)基地，加速基礎(chǔ)研究向臨床與產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)化。
消除“脫靶”,讓基因“剪刀”安全進(jìn)入臨床
全球范圍內(nèi)，有7000多種罕見病困擾著人類，其中80%是單基因遺傳病，比如地中海貧血、血友病、視網(wǎng)膜黃斑變性、遺傳性耳聾等。理論上，用基因編輯技術(shù)就能方便地“糾正”這些大自然的錯(cuò)誤，讓數(shù)以億計(jì)的病人重獲健康。可迄今為止，由于安全性無法確定，只有寥寥兩三種基因編輯技術(shù)走到了臨床試驗(yàn)階段。
要治愈一種遺傳病，往往需要對(duì)幾萬億個(gè)成體細(xì)胞進(jìn)行基因編輯，如果編輯不夠精準(zhǔn)，細(xì)胞出錯(cuò)將引發(fā)癌癥等風(fēng)險(xiǎn)。
“大部分基因編輯技術(shù)都是以病毒為載體，將一把把‘小剪刀’運(yùn)輸?shù)郊?xì)胞內(nèi)。”楊輝解釋，盡管有導(dǎo)航分子，但更多“小剪刀”處于誤打誤撞狀態(tài)——這就是為什么基因編輯很容易產(chǎn)生“脫靶”。
人類的DNA共有超過30億個(gè)堿基，其中1.1%是基因片段，剩余部分有不少記錄著非編碼RNA，以及參與生命活動(dòng)的其他分子的信息。今年2月28日，楊輝研究組在美國(guó)《科學(xué)》雜志上發(fā)表論文，宣布找到了可精確排查基因“剪刀”對(duì)DNA所有修改痕跡的辦法，并建立起檢測(cè)體系GOTI。他們發(fā)現(xiàn)，本以為安全的單堿基基因編輯技術(shù)竟可以造成20倍于正常狀態(tài)的基因突變！這一發(fā)現(xiàn)及時(shí)叫停了一項(xiàng)即將進(jìn)入臨床的基因編輯治療項(xiàng)目。
時(shí)隔三個(gè)多月，楊輝研究組在《自然》上再度發(fā)文，指出基因“小剪刀”們由于脫靶，大量“誤傷”了RNA。“編碼RNA可直接產(chǎn)生蛋白質(zhì)，也是將DNA變成蛋白質(zhì)的‘二傳手’，它們的大量改變可能直接影響生命活動(dòng)。”楊輝說，他們通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在一些細(xì)胞中，單堿基編輯會(huì)對(duì)上萬個(gè)編碼RNA造成改變。
問題出在哪里？研究組經(jīng)過深入研究發(fā)現(xiàn)，原來是搭載“小剪刀”的蛋白上有一些會(huì)與RNA“拉手”的結(jié)構(gòu)——這樣“小剪刀”就會(huì)被蛋白“誤導(dǎo)”去修改RNA。于是，他們嘗試讓這些結(jié)構(gòu)“沉默”，由此發(fā)明出了三種更安全、更高精度的新一代基因編輯工具，這將為基因編輯應(yīng)用于臨床治療提供重要安全保障。
基礎(chǔ)研究接軌產(chǎn)業(yè)，原創(chuàng)科研加速迸發(fā)新動(dòng)能
基因編輯的安全性是一個(gè)競(jìng)爭(zhēng)激烈的熱門領(lǐng)域——當(dāng)基因編輯的安全性瓶頸被突破，上百億美元的基因治療市場(chǎng)有望得到飛速發(fā)展。
就在四月中下旬，《自然》剛剛發(fā)表了另一個(gè)研究組發(fā)現(xiàn)RNA脫靶現(xiàn)象的論文。而楊輝的論文尚未發(fā)表，就已申請(qǐng)了兩個(gè)相關(guān)專利。
實(shí)際上，他的上一篇論文剛在《科學(xué)》雜志上發(fā)表，就有企業(yè)和風(fēng)投前來洽談合作。申請(qǐng)專利、與風(fēng)投和企業(yè)洽談……類似的事情，楊輝最近兩三年遇到得越來越多。
▲楊輝在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行基因編輯相關(guān)實(shí)驗(yàn)“近年來，隨著國(guó)家、中國(guó)科學(xué)院和上海市一系列科技成果轉(zhuǎn)化政策的落地實(shí)施，腦科學(xué)與智能技術(shù)卓越創(chuàng)新中心積極鼓勵(lì)科研人員進(jìn)行成果轉(zhuǎn)化，原本習(xí)慣于埋頭實(shí)驗(yàn)室發(fā)論文的神經(jīng)科學(xué)家們也開始關(guān)注成果轉(zhuǎn)化了。”為推動(dòng)產(chǎn)業(yè)化，卓越創(chuàng)新中心新成立了重大任務(wù)與成果轉(zhuǎn)化處，該處副處長(zhǎng)王錢福介紹，從確立研究課題開始，研究組長(zhǎng)們就有意識(shí)地選擇有巨大潛在應(yīng)用價(jià)值的課題。
一組數(shù)據(jù)頗能說明問題：2017年以前，神經(jīng)所每年申請(qǐng)專利一直是個(gè)位數(shù)；而2018年一年，卓越中心就申請(qǐng)了19項(xiàng)專利；今年才過了半年不到，專利申請(qǐng)數(shù)已接近20項(xiàng)。
中國(guó)科學(xué)院院士、中科院腦科學(xué)與智能技術(shù)卓越創(chuàng)新中心主任蒲慕明認(rèn)為，中國(guó)的重大原始創(chuàng)新一定要為國(guó)計(jì)民生服務(wù)。2018年1月，世界首批體細(xì)胞克隆猴誕生的論文剛在《細(xì)胞》雜志上發(fā)表，以克隆猴技術(shù)為基礎(chǔ)的腦智科創(chuàng)基地同年7月就在松江G60科創(chuàng)走廊落地。王錢福透露，未來卓越中心將推進(jìn)更多前沿項(xiàng)目在腦智科創(chuàng)基地落地轉(zhuǎn)化。
眼下，楊輝研究組已開始嘗試以小鼠和猴為模型，用基因編輯研究治療罕見病。“要實(shí)現(xiàn)基因編輯與治療的產(chǎn)業(yè)化，還需建立人源化動(dòng)物模型平臺(tái)、基因編輯治療策略研發(fā)平臺(tái)、臨床試驗(yàn)及效果評(píng)價(jià)平臺(tái)等一系列技術(shù)平臺(tái)與專業(yè)廠房。”楊輝說，目前國(guó)內(nèi)的基礎(chǔ)相當(dāng)薄弱，應(yīng)利用基礎(chǔ)研究的先發(fā)優(yōu)勢(shì)，盡快夯實(shí)產(chǎn)業(yè)化的基礎(chǔ)。在他看來，相對(duì)于漫長(zhǎng)、艱難的新藥研發(fā)進(jìn)程，基因編輯技術(shù)能更快為罕見病患者找到治愈的希望。
來源：文匯報(bào)
