CRISPR／Cas9技术正在以令人惊讶的速度应用于人类疾病临床治疗，任何关于基因编辑技术安全性的报道都会引起极大的关注和担忧。不过公众也无需过度担心，科学家们一直在努力消除基因编辑技术的脱靶效应，在临床应用上更是慎之又慎。

南方周末特约撰稿 汤波

近日，《自然·方法》杂志刊登了一篇几位来自美国斯坦福大学等机构科学家的来信，篇幅不到一页半，却给风头正劲的基因编辑治疗泼了一盆冷水，也让几家美国基因编辑技术上市公司不禁打起寒战，股价应声暴跌，反映出公众和投资者对基因编辑技术安全性的担忧。

股价集体跳水

基因编辑技术主要包括锌指核酸酶（ZFN）技术、类转录激活样效应因子核酸酶（TALEN）技术和最近发展起来的CRISPR／Cas9技术。由于该技术能像利用word进行文字编辑一样，对目的基因进行更精确、更高效、更广泛、更安全的修饰和编辑，被称为“基因剪刀”或“魔剪”。早期的基因编辑技术（如锌指蛋白）是通过蛋白来寻找需要编辑的序列，而CRISPR则是通过RNA来寻找靶向序列，由于设计RNA比蛋白质简单，CRISPR／Cas9技术诞生短短几年时间几乎变成基因编辑技术的代名词，已经成为生命科学领域最为热门的技术之一。

以CRISPR／Cas9为代表的基因编辑技术似乎无所不能，特别是在人类以往难以攻克的疾病治疗方面带来无限的希望。2015年11月，英国医生运用基因编辑T细胞成功将一个白血病女婴的病情控制，为其赢得宝贵的治疗时间，之后又有10名儿童接受了类似疗法。2016年10月底，四川大学华西医院肿瘤中心卢铀团队开展了全球首个CRISPR／Cas9基因编辑治疗肺癌的临床试验。美国宾夕法尼亚大学等机构也宣布将于2017年开展基因编辑T细胞治疗多种癌症的临床试验。基因编辑技术还在地中海贫血、眼科疾病和艾滋病等疾病治疗方面展现出巨大的应用前景。

正因为基因编辑疗法诱人的前景，基因编辑技术在资本市场也受到青睐。2013年，CRISPR／Cas9技术先锋、华裔科学家张峰博士、哈佛大学乔治·丘奇教授和美国加州大学伯克利分校詹妮弗·杜德纳教授等基因编辑大牛发起创立了Editas医药公司，很快得到比尔·盖茨、谷歌风投等投资者的大笔投资，该公司于2016年2月登陆美国纳斯达克，成功融资约1亿美元。比Editas医药公司晚两个月成立的CRISPR治疗公司则是由另外一位CRISPR／Cas9技术先锋艾曼纽·卡彭蒂耶博士发起创立，2016年10月也登陆纳斯达克，融资超过5000万美元。而另一家基因编辑技术公司Intellia治疗公司仅用两年时间在纳斯达克上市，融资超过1亿美元。

目前，三家新兴的基因编辑技术公司总市值超过15亿美元。不过，5月30日，三家公司股价突然同时出现较大幅度下跌，其中Editas医药公司下跌近12%，Intellia治疗公司则下跌14%，而CRISPR治疗公司也下跌近5%。

什么原因造成基因编辑公司股价集体跳水呢？

一封来信惹祸

原来，5月30日，英国自然出版集团旗下的《自然·方法》杂志在线刊登了一封来自美国斯坦福大学、爱荷华大学、哥伦比亚大学和纽约长老会医院的研究人员致编辑的信，凯利·谢弗等人在信中主要介绍了他们利用CRISPR／Cas9技术对失明小鼠的一个致盲基因进行编辑，以治疗小鼠的遗传性失明症。虽然研究人员所用的CRISPR／Cas9工具成功修复了该致盲基因，但是在对两只基因编辑小鼠进行全基因组序列分析时，研究人员却意外发现这两次小鼠都发生了超过100个以上的插入或缺失突变，以及1500个以上单碱基突变。

研究人员将这些意外突变与现有的36个小鼠基因组数据库序列进行比较之后发现，这些意外突变并没有出现在这些数据库，推测可能是CRISPR／Cas9工具在对小鼠致盲基因进行编辑时“脱靶”，造成了小鼠基因组大面积的意外突变。

凯利·谢弗等人在信中指出，这些意外突变目前并没有在眼部以外造成可见的表型，但是担心在后续生长或传代中有可能会表现出来。他们也承认，尚不清楚通过改进CRISPR／Cas9工具，是否能减少脱靶效应，不过希望引起科学家们的注意，使用CRISPR／Cas9工具造成的意外突变数量可能比之前普遍认为的高出很多。

这封信的内容虽然不到一页半，但是通过GEN、STATNEWS等专业媒体报道后，迅速引起科学家和公众的广泛关注，也直接导致了美国三家基因编辑公司股价集体跳水，这种因为一项科学研究导致上市公司股价剧烈波动的例子并不多见。

不过，凯利·谢弗等人的研究还是受到了不少科学家的质疑。澳大利亚国立大学的遗传学家盖坦·布尔焦博士认为，基因编辑脱靶效应并不意外，但是美国斯坦福大学的这项研究存在一些严重错误，比如该研究只是将基因编辑小鼠基因组中的所谓意外突变，与小鼠基因组数据库中的已有序列进行比对，但是没有检测对照小鼠与实验组小鼠父母之间的遗传差异，无法确证这些突变是自然遗传突变还是基因编辑造成的。因为有研究表明，同样利用全基因组序列分析发现，同窝出生的近交系小鼠个体间不同的单碱基突变位点可达1000个。另外，凯利·谢弗等人并没有检测到这些所谓的意外突变附近有CRISPR向导RNA可结合的靶标序列，因此很难解释这些突变是由CRISPR／Cas9产生的。还有些专家则认为这项研究根本就没有什么价值，因为该研究存在所用的CRISPR版本太低、样本数和对照太少以及测序深度不一样等一系列问题。

受这项研究“误伤”的Editas医药公司和Intellia治疗公司很快也作出反应，分别写信给《自然·方法》杂志编辑部，指责该研究存在大量错误，根本不适合发表，要求杂志撤回这份通信，并从文献数据库中将其删除，至少也必须更正其中的错误。《自然·方法》杂志编辑部则回应说，已经收到很多关于这些研究的评论和来信，将与该研究的作者认真讨论这些意见。

无需过度担心

由于CRISPR／Cas9技术正在以令人惊讶的速度应用于人类疾病临床治疗，任何关于基因编辑技术安全性的研究和报道都会引起极大关注和担忧。不过公众也无需过度担心，科学家们一直在努力消除基因编辑技术的脱靶效应，在临床应用上更是慎之又慎。

2012年8月，美国加州大学伯克利分校詹妮弗·杜德纳教授和艾曼纽·卡彭蒂耶教授团队在《科学》杂志发文首次提出来源于细菌和古细菌的CRISPR／Cas9免疫系统可以被改造成基因编辑工具。2013年1月份，美国麻省理工学院张峰团队和哈佛大学乔治·丘奇教授团队同时在《科学》杂志发表了基于CRISPR／Cas9技术在真核细胞系中进行基因敲除的新方法，正式开启了CRISPR／Cas9基因编辑时代。

不过，2013年9月，麻省总医院的杰弗里·桑德和凯斯·庄团队首次在《自然·生物技术》杂志报道了CRISPR／Cas9系统在编辑靶标基因时会出现高频率的脱靶效应，揭示CRISPR／Cas9技术与其它基因编辑技术一样，同样面临如何提高基因编辑工具的特异性，减少或杜绝脱靶效应等问题。之后又有很多科学家也以研究论文的形式相继报道了CRISPR／Cas9的脱靶效应，但是都没有像凯利·谢弗等人在给《自然·方法》的通信中所描述的大面积脱靶现象。

由于脱靶效应是影响基因编辑是否能安全应用的关键，因此国际上多个研究团队在这方面也开展了卓有成效的工作。在麻省总医院第一篇CRISPR／Cas9脱靶效应文章发表的同一个月，张峰团队在《细胞》杂志上发表新的研究成果，采用双Cas9切割酶的方法，可以将脱靶效应减少至原来的0.1%-2%。2014年3月，麻省总医院凯斯·庄博士团队在《自然·生物技术》上的论文显示，将向导RNA缩短，可将脱靶效应减少至原有的0.02%，甚至是无法检测的水平。2015年12月，张峰团队又在《科学》杂志发文，通过改变编码Cas9切割酶的约1400个氨基酸中的3个氨基酸，成功将脱靶效应减少至无法检测到的水平。麻省总医院凯斯·庄博士团队则再接再厉，在2014年研究基础上，通过改造Cas9切割酶减少其与DNA序列的互作，也使脱靶效应达到检测不到的水平，该研究2016年1月发表在《自然》杂志。

Editas医药公司在写给《自然·方法》杂志编辑部的信件中提到，用于人类治疗的基因编辑工具必须经过安全性的严格评估，任何容易产生可检测脱靶效应的基因编辑工具都将弃之不用，该公司以张峰博士为代表的研发团队正在致力于开发高效、安全的基因编辑工具，并建立人类疾病基因编辑临床治疗的严格、客观、综合的评估标准。Editas医药公司表示，通过基因编辑工具特异性进行严格评估，已将基因编辑脱靶效应控制在无法检测的水平，并计划在2017年启动一项伯氏先天性黑内障基因编辑治疗的临床试验。

显然，脱靶效应只是基因编辑技术的一个小瑕疵，完全可以通过技术改进加以控制甚至完全消除，其安全性不用过度担心，以CRISPR／Cas9为代表的基因编辑疗法值得期待。