基因編輯是近年來發展起來的可以對基因組完成精確修飾的一種技術，可完成基因定點InDel突變、敲入、多位點同時突變和小片段的刪失等。目前，基因組編輯有三大技術：CRISPR/Cas9、TALEN和ZFN。與傳統的TALEN和ZFN技術相比，CRISPR/Cas9系統更便捷、高效，應用也更廣泛，目前該技術成功應用於人類細胞、斑馬魚、小鼠以及細菌的基因組精確修飾。

CRISPR/Cas9技術作為一種最新湧現的基因組編輯工具，能夠完成RNA導向的DNA識別及編輯，為構建更高效的基因定點修飾技術提供了全新的平台，受到眾多科學家的追捧。 近年來，我國和國外的科學家利用CRISPR/Cas9對哺乳動物（包括人類）胚胎進行編輯，取得了不斷的成果，但同時也引起了廣泛的倫理爭議。基於此，小編針對這方面進行一番盤點，以饗讀者。

1.Protein & Cell：中山大學科學家利用改進的CRISPR-Cas9校正人胚胎中的突變

doi:10.1007/s13238-017-0475-6

圖片來自Protein & Cell, doi:10.1007/s13238-017-0475-6。

2015年4月，來自中國中山大學生命科學學院的黃軍就（Junjiu Huang）副教授、松陽洲（Zhou Songyang）教授及其研究團隊首次利用最新的基因組編輯技術CRISPR/Cas9對人胚胎中會導致地中海貧血的β珠蛋白基因突變成功地進行修飾。他們希望利用這種技術對這種基因突變進行校正，以便實現利用基因療法治療地中海貧血（Protein & Cell, doi:10.1007/s13238-015-0153-5）。這一研究成果受到國內許多科學家的讚揚，但卻在西方引起激烈的爭議和批評，即便他們使用的醫院丟棄的不會成功孕育出嬰兒的異常胚胎。

如今，黃軍就副教授、松陽洲教授與中山大學附屬第一醫院生殖醫學中心主任周燦權（Canquan Zhou）教授合作再次利用CRISPR對人胚胎進行編輯---這一次，他們對這種技術進行改進實現鹼 基編輯，這種基因組編輯方法要比傳統的CRISPR-Cas9技術更加高效地校正點突變。他們成功地對導致β-地中海貧血的一種單核苷酸錯誤進行校正。相關研究結果於2017年9月23日在線發表在 Protein & Cell期刊上，論文標題為「Correction of β-thalassemia mutant by base editor in human embryos」。

儘管所產生的胚胎是嵌合的，也就是說，它們含有得到校正的細胞和未得到校正的細胞，但是這種技術比之前的方法有潛力實現更高精準的編輯。

與舊有的基因編輯技術不同的是，這種鹼基編輯技術在進行編輯時並不切割DNA，這一特徵使得它產生更少的有害的副作用。為了在人體中測試這種方法，來自中山大學的這些研究人員利用來 自一名β-地中海貧血患者的組織構建出克隆胚胎。β-地中海貧血是一種潛在地危及生命的血液疾病，它在全世界的患病率大約是10萬分之一。在此之前，人們在不斷地嘗試著利用基於 CRISPR的方法根除導致這種疾病的致病性突變。

這些研究人員隨後對這些胚胎中的DNA進行了掃描，發現一種單核苷酸錯誤，即應當為A的鹼基被替換為G，接著利用這種鹼基編輯技術將這種鹼基轉換回去，即實現G→A。儘管他們在論文中承 認在將這種技術能夠人體治療之前，還需進一步開展研究，但是黃軍就副教授說，「我們是首次證實利用這種鹼基編輯器系統治癒人類胚胎中的遺傳疾病是可行的。」

2.Nature：利用CRISPR/Cas9揭示OCT4基因在人胚胎早期發育中發揮著關鍵作用

doi:10.1038/nature24033

在一項新的研究中，來自英國和韓國的研究人員利用基因組編輯技術CRISPR/Cas9揭示出一種關鍵的基因在人胚胎的最初幾天發育中發揮的作用。這是基因組編輯技術首次被用來研究人胚胎中 的基因功能，這可能有助人們更好地理解我們的早期發育的生物學特徵。相關研究結果於2017年9月20日在線發表在Nature期刊上，論文標題為「Genome editing reveals a role for OCT4 in human embryogenesis」。

這些研究人員利用CRISPR/Cas9阻止一種關鍵的基因表達蛋白OCT4。在正常情形下，該基因在人胚胎的最初幾天發育中是有活性的。在卵子受精後，它一直進行分裂，大約7天後，它形成一種 有大約200個細胞組成的球體，即囊胚（blastocyst）。這項研究發現人胚胎需要OCT4來正確地形成囊胚。

論文第一作者、英國弗朗西斯-克里克研究所的Norah Fogarty博士說，「我們吃驚地觀察到這個基因在人胚胎髮育中發揮著如此至關重要的作用，但是我們需要繼續開展研究來證實它的作用 。其他的研究方法，包括利用小鼠開展的研究，已提示著OCT4在胚胎髮育更晚的時候發揮著一種更加專註的作用，因此我們的研究結果強調了開展人胚胎研究的必要性。」

3.Nature：重磅！利用CRISPR–Cas9成功校正人胚胎中的致病性突變

doi:10.1038/nature23305

圖片來自Nature期刊。

上周，關於一個科學家小組首次在美國對活的人胚胎進行基因編輯的消息傳開了。不過，這一成就的細節在當時是粗略的。如今，他們在線發表了他們的結果，揭示出他們成功地校正導致心 臟病的MYBPC3基因突變。相關研究結果於2017年8月2日在線發表在Nature期刊上，論文標題為「Correction of a pathogenic gene mutation in human embryos」。

幾十年來，人們早已知道MYBPC3基因突變是肥厚型心肌病（hypertrophic cardiomyopathy）的病因。美國俄勒岡健康與科學大學的Paula Amato和Shoukhrat Mitalipov與一個大的合作者團隊 一起尋求利用CRISPR-Cas9在發生這種突變的DNA位點上引入斷裂，隨後就能夠將一段正常的序列導入到那裡。

為此，這些研究人員招募了12名健康的卵子供者和1名攜帶著這種MYBPC3缺陷的精子供者。根據這項研究報道的那樣，這名精子供者利用一種植入式除顫器和藥物控制他的心臟病。他們首先在 誘導性多能幹細胞（ipsC）中測試了他們的技術，發現大約27%的克隆得到修復。

他們隨後轉向研究胚胎，這些胚胎都不用於植入。幾十個胚胎接受CRISPR處理，其中一些胚胎是已受精的受精卵（在S期），其他的胚胎是早期的卵母細胞（在M期），在這些早期的卵母細胞 中，他們同時注射精子和CRISPR試劑---Cas9、嚮導RNA（gRNA）和模板DNA。

在這兩種情形下，相比於對照組，正常的純合胚胎數量在接受CRISPR處理的實驗組中更高（實驗組中大約為72%，對照組中大約為50%）。Mitalipov在一篇新聞稿中說道，「如果我們想要針對 這種特定的突變開展臨床階段的應用和臨床試驗，那麼我認為我們仍然需要提高療效。儘管野生型/野生型胚胎的產率仍然比較高，但是它並不是100%。我們有提高的空間。」

4.6名科學家對CRISPR編輯人胚胎的結果提出質疑

doi:10.1101/181255

在2017年8月初發表在Nature期刊上的一項開創性研究中，研究人員利用CRISPR基因編輯技術修復人胚胎中的一種誘導心臟病的基因突變。但是並不是科學界的每個人都認可他們的結果。

如今，6名科學家針對這項研究的質疑在開放存取預印本伺服器bioRxiv上發表了他們的一篇論文。這6名科學家，包括美國斯隆凱特林癌症紀念中心的Maria Jasin，對它的一項意料之外的發 現---也就是，這些人類胚胎利用健康的母體DNA而不是利用這些研究人員外在提供的DNA作為模板來校正這段缺陷序列---提出異議。

在這項發表在Nature期刊上的研究中，由來自俄勒岡健康與科學大學的Shoukhrat Mitalipov領導的一個研究團隊靶向MYBPC3基因發生的僅4個鹼基對的小缺失，已知這種缺失會導致肥厚型心 肌病（hypertrophic cardiomyopathy）。他們利用來自一名攜帶這種缺陷性基因的患上這種疾病的男性的精子讓來自健康供者的卵子受精。他們想要觀察他們是否能夠利用CRISPR切除這個致 病的母體DNA片段，以及利用他們已在實驗室中製造出的健康序列是否能夠替換它。

根據Mitalipov團隊的說法，這些經過CRISPR編輯的胚胎確實發生意料之外的事情：這些胚胎並沒有利用未發生突變的MYBPC3 DNA序列作為模板，相反它們利用同源母體DNA序列修復這種缺失 。

在這篇提出異議的論文中，這些批評者堅稱，「受精卵的細胞生物學行為似乎是阻止母體基因組和父本基因組之間發生的直接相互作用」，但是這種相互作用是Mitalipov和同事們描述的同源 重組修復機制所必需的。

Jasin團隊概述了兩種其他的可能性：這些胚胎實際上在母本DNA不存在的情形下發育，這是很容易想到的；這種缺陷性的MYBPC3基因實際上從未被不會致病的DNA替換。

5.人類胚胎基因編輯該怎麼走？

doi:10.1016/j.stem.2017.09.010

北京時間10月6日，《細胞·幹細胞》雜誌在線發表了中國科學院廣州生物醫藥健康研究院研究員裴端卿與九位國際知名學者聯合署名的論述文章，綜述了科學界對人類基因編輯尤其是可遺傳 的胚胎基因編輯發展的詳細指導意見，同時闡述了人類胚胎基因編輯對於胚胎髮育等基礎研究的重要推動作用，以及國際學術合作對潛在臨床應用的重要意義。

文章認為，雖然存在種種限制，人類胚胎基因編輯技術可以有效推動人類胚胎髮育學的研究。如果對於人類胚胎研究的限制進一步合理放開，科學界將能夠取得更大的成果。

2015年12月，美國國家科學院、美國國家醫學院、中國科學院以及英國皇家學會聯合召開了人類基因編輯的國際峰會。峰會召集了22位各領域的專家組成人類基因編輯委員會，就人類基因編 輯的科學技術、倫理與監管開展全面研究。

歷時14個月，今年2月14日，委員會發表了人類基因編輯的報告書，明確人類基因編輯研究的科學、倫理與監管基本原則，並提出了可遺傳生殖系統基因編輯的10條規範標準。標準指出，可遺 傳生殖系統基因編輯只有在缺乏其他可行治療辦法時使用；僅限於預防某種嚴重疾病；僅限於編輯已經被證實會致病或強烈影響疾病的基因等。

在報告書發表幾個月後，由裴端卿執筆，人類基因編輯委員會的10位專家於北京時間10月6日聯合在《細胞·幹細胞》雜誌上發表的文章，再次重申了報告書中的重要點，並提供了關於可遺傳 的基因編輯的一些澄清和新想法。

文章認為，隨著近期關於人類胚胎基因編輯的深入，人們對於人類胚胎基因編輯的理解正在加深。這些理解可能在未來幾年對世界範圍內的人類胚胎基因編輯研究提供新的思路和研究基礎， 也可能引起對2017年1月的報告書的補充和修改。但無論如何，這些前沿性研究均可以有力地推動人類胚胎基因編輯的研究並加深公眾對相關研究的理解。

與此同時，文章提出，國際合作可以有效擺脫人類胚胎基因編輯研究中受到的經費，地域性政策，胚胎資源以及重複性研究的限制，從而更加有效的推動可遺傳型基因編輯的安全性和有效性 研究。

6.Science：公眾對人體基因組編輯的態度雖然各異，但都認為應開展對話

doi:10.1126/science.aan3708

在一項新的研究中，這些研究人員評估了美國人對開展人體基因組編輯的看法，以及他們的態度如何推動公眾討論。他們發現公眾對它的使用存在分歧，但一致同意開展對話是比較重要。相 關研究結果發表在2017年8月11日的Science期刊上，論文標題為「U.S. attitudes on human genome editing」。 相比於大眾針對這種技術的態度的之前研究，這項新的研究採取了一種存在 更多細微差別的方法，研究了針對利用基因編輯用於疾病治療或人體強化（human enhancement）的公眾意見，以及針對能夠遺傳或不能遺傳的基因編輯的公眾意見。這些研究人員，包括 Scheufele、威斯康星大學麥迪遜分校生命科學傳播教授Dominique Brossard和威斯康星大學麥迪遜分校傳播藝術教授Michael Xenos，首先調查了研究參與者對利用基因編輯治療疾病或進行 人體強化（製造所謂的「設計嬰兒」）的看法。儘管大約三分之二的參與者對治療性編輯表達了至少一些支持，但是僅三分之一的參與者支持利用這種技術進行人體強化。

7.學術界呼籲「謹慎而積極」開展生殖細胞基因編輯

doi:10.1016/j.ajhg.2017.06.012

國際學術界多個機構３日發表聯合聲明，呼籲「謹慎而積極」地開展生殖細胞基因編輯，認為應繼續推進基礎研究，但反對把這項技術用於生殖目的。這份政策聲明發表在新一期《美國人類 遺傳學雜誌》上。此前一天，美國俄勒岡衛生科學大學等機構報告說，利用有「基因剪刀」之稱的ＣＲＩＳＰＲ基因編輯技術，他們成功修復了人類早期胚胎中一種與遺傳性心臟病相關的基 因突變。這是美國國內首次進行人類胚胎基因編輯。

「目前開展以懷孕為最終目標的人類生殖細胞基因編輯是不合適的，」最新政策聲明寫道，但同時強調，「在有合適監管和許可的情況下，現在沒有理由禁止體外實施的生殖細胞基因組編輯 研究，或者禁止公共資金支持這類研究。」

這份政策聲明還說，將來如果開展生殖細胞基因編輯的臨床應用，應滿足的前提條件包括：有說服力的醫學理由、倫理上是恰當的、過程要透明與公開等。

8.HMG：美國科學家靈長類動物基因編輯試驗首獲成功

doi:10.1093/hmg/ddx154

圖片摘自：CC0 Public Domain。

小鼠是人類醫學進步研究的良好基礎模型，然而其機體尺寸和生理學特性的差異也讓它們缺少了人類醫學研究的重要領域，包括神經學和生殖學領域的研究等。近日，一項刊登在國際雜誌Human Molecular Genetics上的研究報告中，來自密歇根州立大學等機構的研究人員通過研究首次利用CRISPR/Cas9基因編輯技術對獼猴胚胎進行了編輯，這也就是在美國進行的首個非人類靈長類動物的基因編輯。

這項研究能夠幫助研究人員尋找在非人類的靈長類動物中進行的基因編輯技術，同時以此基因編輯後的靈長類動物作為模型來開發治療疾病的新型療法，包括藥理學、基於基因和幹細胞的療法等。研究者Keith Latham說道，這項研究中我們首次實現了利用CRISPR在非人類的靈長類胚胎中進行基因編輯；利用非人類的靈長類胚胎進行研究非常重要，因為其非常接近於人類的機體狀況，這就能夠更好地幫助我們開發更好的療法，並且有效抑制臨床試驗中可能出現的一些額外風險。

9.瑞典科學家編輯人類胚胎基因 為何惹大麻煩？

據國外媒體報道，近日瑞典科學家宣布對人類健康胚胎的遺傳基因進行了編輯修改，目前胚胎依舊發育良好。研究人員對什麼實現了精確編輯？為何這項研究會富有爭議？ 根據美國國家公共電台的報道，在近期實驗中，斯德哥爾摩卡羅林斯卡研究所生物學家雷德里克·蘭納(Fredrik Lanner)以及其同事使用基因編輯工具注入人類胚胎，對胚胎DNA做出了精準改變。相關基因編輯是在人類胚胎剛剛受精幾天後完成的，此時胚胎還處於發育的早期階段。

雖然這項最新研究中蘭納和同事明確表示胚胎髮育時間不會超過14天，但是這項研究仍受到一些科學家們的關注與擔憂。美國加利福尼亞州基因和社會研究中心的馬爾西·達諾夫斯基(Marcy Darnovsky)在接受NPR採訪時指出，最令人擔憂的一個問題是，人類胚胎的基因編輯技術是最新的，研究人員很容易犯錯，導致新的人類遺傳疾病的出現。

另一個關注的問題是，這項研究或將會朝向「設計嬰兒」的方向發展。反對者表示，應當對該技術進行更多討論，以防止該技術的濫用。在二月份的一份聲明中，達諾夫斯基指出，「目前，關於這種對社會造成潛在影響技術問題的相關討論才剛剛開始。現在要確保基因編輯技術不會被用於設計嬰兒。（生物谷 Bioon.com）

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