2.2 生物医学领域
基因编辑技术不断完善,为基因领域的研究提供了强有力的研究工具。目前已经建立了基于CRISPR/Cas9的基因表达调控系统[26-27],利用无酶切活性的dCas9与具有不同调节功能结构域的融合,能够抑制或激活目的基因的表达。其次,对于细胞动物模型的构建,基因编辑技术提供了更加简单的造模方法。例如,传统的小鼠模型构建方法是在小鼠胚胎干细胞引入突变,然后将突变成功的干细胞导入囊胚,而基因编辑技术可以直接在胚胎水平对靶基因进行修改,极大地提高了制作效率,目前已经成功运用于大鼠、小鼠、猴子等动物的基因修饰[28-30]。最重要的是,利用基因编辑技术进行基因治疗的研究在近几年进展飞速,通过基因编辑可以从根本上纠正受体有缺陷的基因,从而治疗某些疾病[31],例如在2019年,著名学者张锋的基因组编辑公司(Editas Medicine)采用CRISPR/Cas9基因疗法,巧妙地去除由CEP290基因中的IVS26突变产生的异常剪接供体,使CEP290基因正常表达,最终成功恢复了Leber先天性黑蒙症10型的视力[32]。在癌症的治疗上,可通过编辑免疫细胞,增强免疫细胞的功能,使其能够识别并消灭癌细胞,Strimvelis、Kymriah和Yescarta这3个药物都是通过这种方法分别将基因药物整合到患者造血干细胞和T细胞再自体回输来进行癌症治疗的。近些年来基因编辑技术已经对白血病、淋巴瘤、肝癌、肺癌的治疗等展现出了初步的研究结果[33],但是其应用中的风险性也是不能被忽视的。2003年,在一项针对严重复合型免疫缺乏症(SCID)的基因治疗临床试验中,两名受试者在注射药物后患上了白血病。因此,在临床治疗中基因编辑技术还需要不断的探索和完善。另外,值得注意的是基因编辑技术在人类细胞水平和人类胚胎水平的探索和应用也要区别对待。“基因编辑婴儿”事件遭到了科学家们的一致批判与反对,在基因编辑技术尚不够成熟的基础上进行人类胚胎细胞的编辑,这是极其不负责任,在伦理学上也是决不允许的。
3 基因编辑技术的挑战3.1 技术缺陷
CRISPR/Cas9技术的出现让基因领域的研究蓬勃发展,但是仍然存在一些技术缺陷需要完善。第一是脱靶效应,也就是识别到非靶标基因也会进行基因编辑,虽然已经有基于CRISPR/Cas9技术的多种衍生改良技术的出现,例如为降低脱靶效率