日前,美国《科学》杂志刊文展望了2020年可能成为头条的十大科学新闻,其中一项吸引了很多人的眼球。文中认为,CRISPR基因剪刀治疗癌症等疾病的临床试验将可能获得突破,同时,运用CRISPR技术进行异种器官移植的人体临床试验有望在2020年启动,解决如肝脏、心脏、角膜等器官的短缺问题。这对人类健康无疑是巨大的福音。那么,这样的研究目前进展到了什么程度?前景到底怎样?

  斯塔德莫尔先从患者血液中提取出T细胞,然后使用基因剪刀来移除三个可能干扰T细胞攻击癌症或引起副作用的基因。研究人员先是移除T细胞的天然受体,以确保T细胞与癌细胞在正确部位结合,然后再编辑删除称为自然检查点的PD-1基因,因为它有时会阻止T细胞攻击癌细胞。至此,病人的T细胞被基因剪刀编辑完成。

  遗憾的是,这3名病人都没有显示出疗效,但是也没有出现与治疗相关的严重不良事件。斯塔德莫尔认为,他们用CRISPR基因剪刀的重点是首先确保该疗法安全可行,之后才是追求疗效。后续如果获得美国食品与药物管理局的批准,就要采用基因剪刀来直接剪除不同的癌症基因,有效地治疗癌症。此后,研究人员还计划再治疗15名患者,并评估基因剪刀的安全性和效果。

  器官移植是挽救人生命的一种重要技术,但是,限于供体器官的数量,很多病人在排队等待器官之时去世。于是,人们把目光转向了用动物器官来替代的方法,其中极为适合人的动物就是猪。虽然在分类上,猪是偶蹄目,人是灵长目,相差挺远,但从体型、食性、代谢水平来看,猪和人比较接近。从“性能参数”上看,猪的一些器官与人类基本处于同一档次。猪的心脏与人的心脏大小差不多,其管道分布和动力输出也相似;人和猪的体温同为36-37℃;人的心率为60-100次/分钟,猪为55-60次/分钟。

  过去发现,·www.114166.com美国堪萨斯大学老年医学研究中心发现。猪身上的猪内源性逆转录病毒有60多个。美国哈佛大学教授乔治·丘奇团队在2016年就通过CRISPR基因剪刀让60多个逆转录病毒基因拷贝失活(敲除),既降低了未来人的受者可能感染这些逆转录病毒的风险,同时又降低了这些病毒作为异种抗原触发受者免疫系统对异体器官发起大规模免疫攻击的概率。体外实验验证逆转录病毒的感染率只为原来的千分之一,基本解决了猪内源性逆转录病毒感染风险。

  不过,仅仅解决逆转录病毒的抗原性和感染性还不够,慈善网,猪身上还有其他人所没有的物质,可以引发强烈的免疫排异反应,如α-GAL糖分子。当带有这种分子的猪器官植入人体后,人体的免疫系统会对其发起猛攻,几分钟内即可将移植器官摧毁,并致人死亡。因此,需要用CRISPR基因剪刀来敲除α-GAL基因,以消除隐患。

  对此,各个国家的研究人员都在进行研究。2018年底德国研究人员报告说,他们把经过CRISPR基因剪刀编辑的猪心脏移植到狒狒体内,移植后狒狒最长存活时间达6个半月。2019年2月,巴西圣保罗大学生物科学研究所的研究人员也表示,他们确认了猪体内3个能引起人体排异反应的基因,并用CRISPR基因剪刀关闭了这些基因,有可能消除人体免疫系统对猪器官的排异。

  当然,在研究方向上,还需要进一步过渡到直接作用而非间接作用。例如,无论是中国还是美国研究人员,采用CRISPR基因剪刀只是针对人体内的T细胞,以敲除它们阻碍识别和攻击癌细胞的分子,从而增强T细胞攻击癌细胞的能力。但是,如果能采用CRISPR基因剪刀直接敲除癌细胞的基因,使其灭活,就能达到直接抗癌的作用。