股價大跳水，基因編輯公司怎么啦？

CRISPR／Cas9技術(shù)正在以令人驚訝的速度應(yīng)用于人類疾病臨床治療，任何關(guān)于基因編輯技術(shù)安全性的報道都會引起極大的關(guān)注和擔(dān)憂。不過公眾也無需過度擔(dān)心，科學(xué)家們一直在努力消除基因編輯技術(shù)的脫靶效應(yīng)，在臨床應(yīng)用上更是慎之又慎。

南方周末特約撰稿 湯波

近日，《自然·方法》雜志刊登了一篇幾位來自美國斯坦福大學(xué)等機構(gòu)科學(xué)家的來信，篇幅不到一頁半，卻給風(fēng)頭正勁的基因編輯治療潑了一盆冷水，也讓幾家美國基因編輯技術(shù)上市公司不禁打起寒戰(zhàn)，股價應(yīng)聲暴跌，反映出公眾和投資者對基因編輯技術(shù)安全性的擔(dān)憂。

股價集體跳水

基因編輯技術(shù)主要包括鋅指核酸酶（ZFN）技術(shù)、類轉(zhuǎn)錄激活樣效應(yīng)因子核酸酶（TALEN）技術(shù)和最近發(fā)展起來的CRISPR／Cas9技術(shù)。由于該技術(shù)能像利用word進行文字編輯一樣，對目的基因進行更精確、更高效、更廣泛、更安全的修飾和編輯，被稱為“基因剪刀”或“魔剪”。早期的基因編輯技術(shù)（如鋅指蛋白）是通過蛋白來尋找需要編輯的序列，而CRISPR則是通過RNA來尋找靶向序列，由于設(shè)計RNA比蛋白質(zhì)簡單，CRISPR／Cas9技術(shù)誕生短短幾年時間幾乎變成基因編輯技術(shù)的代名詞，已經(jīng)成為生命科學(xué)領(lǐng)域最為熱門的技術(shù)之一。

以CRISPR／Cas9為代表的基因編輯技術(shù)似乎無所不能，特別是在人類以往難以攻克的疾病治療方面帶來無限的希望。2015年11月，英國醫(yī)生運用基因編輯T細胞成功將一個白血病女嬰的病情控制，為其贏得寶貴的治療時間，之后又有10名兒童接受了類似療法。2016年10月底，四川大學(xué)華西醫(yī)院腫瘤中心盧鈾團隊開展了全球首個CRISPR／Cas9基因編輯治療肺癌的臨床試驗。美國賓夕法尼亞大學(xué)等機構(gòu)也宣布將于2017年開展基因編輯T細胞治療多種癌癥的臨床試驗。基因編輯技術(shù)還在地中海貧血、眼科疾病和艾滋病等疾病治療方面展現(xiàn)出巨大的應(yīng)用前景。

正因為基因編輯療法誘人的前景，基因編輯技術(shù)在資本市場也受到青睞。2013年，CRISPR／Cas9技術(shù)先鋒、華裔科學(xué)家張峰博士、哈佛大學(xué)喬治·丘奇教授和美國加州大學(xué)伯克利分校詹妮弗·杜德納教授等基因編輯大牛發(fā)起創(chuàng)立了Editas醫(yī)藥公司，很快得到比爾·蓋茨、谷歌風(fēng)投等投資者的大筆投資，該公司于2016年2月登陸美國納斯達克，成功融資約1億美元。比Editas醫(yī)藥公司晚兩個月成立的CRISPR治療公司則是由另外一位CRISPR／Cas9技術(shù)先鋒艾曼紐·卡彭蒂耶博士發(fā)起創(chuàng)立，2016年10月也登陸納斯達克，融資超過5000萬美元。而另一家基因編輯技術(shù)公司Intellia治療公司僅用兩年時間在納斯達克上市，融資超過1億美元。

目前，三家新興的基因編輯技術(shù)公司總市值超過15億美元。不過，5月30日，三家公司股價突然同時出現(xiàn)較大幅度下跌，其中Editas醫(yī)藥公司下跌近12%，Intellia治療公司則下跌14%，而CRISPR治療公司也下跌近5%。

什么原因造成基因編輯公司股價集體跳水呢？

一封來信惹禍

原來，5月30日，英國自然出版集團旗下的《自然·方法》雜志在線刊登了一封來自美國斯坦福大學(xué)、愛荷華大學(xué)、哥倫比亞大學(xué)和紐約長老會醫(yī)院的研究人員致編輯的信，凱利·謝弗等人在信中主要介紹了他們利用CRISPR／Cas9技術(shù)對失明小鼠的一個致盲基因進行編輯，以治療小鼠的遺傳性失明癥。雖然研究人員所用的CRISPR／Cas9工具成功修復(fù)了該致盲基因，但是在對兩只基因編輯小鼠進行全基因組序列分析時，研究人員卻意外發(fā)現(xiàn)這兩次小鼠都發(fā)生了超過100個以上的插入或缺失突變，以及1500個以上單堿基突變。

研究人員將這些意外突變與現(xiàn)有的36個小鼠基因組數(shù)據(jù)庫序列進行比較之后發(fā)現(xiàn)，這些意外突變并沒有出現(xiàn)在這些數(shù)據(jù)庫，推測可能是CRISPR／Cas9工具在對小鼠致盲基因進行編輯時“脫靶”，造成了小鼠基因組大面積的意外突變。

凱利·謝弗等人在信中指出，這些意外突變目前并沒有在眼部以外造成可見的表型，但是擔(dān)心在后續(xù)生長或傳代中有可能會表現(xiàn)出來。他們也承認，尚不清楚通過改進CRISPR／Cas9工具，是否能減少脫靶效應(yīng)，不過希望引起科學(xué)家們的注意，使用CRISPR／Cas9工具造成的意外突變數(shù)量可能比之前普遍認為的高出很多。

這封信的內(nèi)容雖然不到一頁半，但是通過GEN、STATNEWS等專業(yè)媒體報道后，迅速引起科學(xué)家和公眾的廣泛關(guān)注，也直接導(dǎo)致了美國三家基因編輯公司股價集體跳水，這種因為一項科學(xué)研究導(dǎo)致上市公司股價劇烈波動的例子并不多見。

不過，凱利·謝弗等人的研究還是受到了不少科學(xué)家的質(zhì)疑。澳大利亞國立大學(xué)的遺傳學(xué)家蓋坦·布爾焦博士認為，基因編輯脫靶效應(yīng)并不意外，但是美國斯坦福大學(xué)的這項研究存在一些嚴重錯誤，比如該研究只是將基因編輯小鼠基因組中的所謂意外突變，與小鼠基因組數(shù)據(jù)庫中的已有序列進行比對，但是沒有檢測對照小鼠與實驗組小鼠父母之間的遺傳差異，無法確證這些突變是自然遺傳突變還是基因編輯造成的。因為有研究表明，同樣利用全基因組序列分析發(fā)現(xiàn)，同窩出生的近交系小鼠個體間不同的單堿基突變位點可達1000個。另外，凱利·謝弗等人并沒有檢測到這些所謂的意外突變附近有CRISPR向?qū)NA可結(jié)合的靶標(biāo)序列，因此很難解釋這些突變是由CRISPR／Cas9產(chǎn)生的。還有些專家則認為這項研究根本就沒有什么價值，因為該研究存在所用的CRISPR版本太低、樣本數(shù)和對照太少以及測序深度不一樣等一系列問題。

受這項研究“誤傷”的Editas醫(yī)藥公司和Intellia治療公司很快也作出反應(yīng)，分別寫信給《自然·方法》雜志編輯部，指責(zé)該研究存在大量錯誤，根本不適合發(fā)表，要求雜志撤回這份通信，并從文獻數(shù)據(jù)庫中將其刪除，至少也必須更正其中的錯誤。《自然·方法》雜志編輯部則回應(yīng)說，已經(jīng)收到很多關(guān)于這些研究的評論和來信，將與該研究的作者認真討論這些意見。

無需過度擔(dān)心

由于CRISPR／Cas9技術(shù)正在以令人驚訝的速度應(yīng)用于人類疾病臨床治療，任何關(guān)于基因編輯技術(shù)安全性的研究和報道都會引起極大關(guān)注和擔(dān)憂。不過公眾也無需過度擔(dān)心，科學(xué)家們一直在努力消除基因編輯技術(shù)的脫靶效應(yīng)，在臨床應(yīng)用上更是慎之又慎。

2012年8月，美國加州大學(xué)伯克利分校詹妮弗·杜德納教授和艾曼紐·卡彭蒂耶教授團隊在《科學(xué)》雜志發(fā)文首次提出來源于細菌和古細菌的CRISPR／Cas9免疫系統(tǒng)可以被改造成基因編輯工具。2013年1月份，美國麻省理工學(xué)院張峰團隊和哈佛大學(xué)喬治·丘奇教授團隊同時在《科學(xué)》雜志發(fā)表了基于CRISPR／Cas9技術(shù)在真核細胞系中進行基因敲除的新方法，正式開啟了CRISPR／Cas9基因編輯時代。

不過，2013年9月，麻省總醫(yī)院的杰弗里·桑德和凱斯·莊團隊首次在《自然·生物技術(shù)》雜志報道了CRISPR／Cas9系統(tǒng)在編輯靶標(biāo)基因時會出現(xiàn)高頻率的脫靶效應(yīng)，揭示CRISPR／Cas9技術(shù)與其它基因編輯技術(shù)一樣，同樣面臨如何提高基因編輯工具的特異性，減少或杜絕脫靶效應(yīng)等問題。之后又有很多科學(xué)家也以研究論文的形式相繼報道了CRISPR／Cas9的脫靶效應(yīng)，但是都沒有像凱利·謝弗等人在給《自然·方法》的通信中所描述的大面積脫靶現(xiàn)象。

由于脫靶效應(yīng)是影響基因編輯是否能安全應(yīng)用的關(guān)鍵，因此國際上多個研究團隊在這方面也開展了卓有成效的工作。在麻省總醫(yī)院第一篇CRISPR／Cas9脫靶效應(yīng)文章發(fā)表的同一個月，張峰團隊在《細胞》雜志上發(fā)表新的研究成果，采用雙Cas9切割酶的方法，可以將脫靶效應(yīng)減少至原來的0.1%-2%。2014年3月，麻省總醫(yī)院凱斯·莊博士團隊在《自然·生物技術(shù)》上的論文顯示，將向?qū)NA縮短，可將脫靶效應(yīng)減少至原有的0.02%，甚至是無法檢測的水平。2015年12月，張峰團隊又在《科學(xué)》雜志發(fā)文，通過改變編碼Cas9切割酶的約1400個氨基酸中的3個氨基酸，成功將脫靶效應(yīng)減少至無法檢測到的水平。麻省總醫(yī)院凱斯·莊博士團隊則再接再厲，在2014年研究基礎(chǔ)上，通過改造Cas9切割酶減少其與DNA序列的互作，也使脫靶效應(yīng)達到檢測不到的水平，該研究2016年1月發(fā)表在《自然》雜志。

Editas醫(yī)藥公司在寫給《自然·方法》雜志編輯部的信件中提到，用于人類治療的基因編輯工具必須經(jīng)過安全性的嚴格評估，任何容易產(chǎn)生可檢測脫靶效應(yīng)的基因編輯工具都將棄之不用，該公司以張峰博士為代表的研發(fā)團隊正在致力于開發(fā)高效、安全的基因編輯工具，并建立人類疾病基因編輯臨床治療的嚴格、客觀、綜合的評估標(biāo)準(zhǔn)。Editas醫(yī)藥公司表示，通過基因編輯工具特異性進行嚴格評估，已將基因編輯脫靶效應(yīng)控制在無法檢測的水平，并計劃在2017年啟動一項伯氏先天性黑內(nèi)障基因編輯治療的臨床試驗。

顯然，脫靶效應(yīng)只是基因編輯技術(shù)的一個小瑕疵，完全可以通過技術(shù)改進加以控制甚至完全消除，其安全性不用過度擔(dān)心，以CRISPR／Cas9為代表的基因編輯療法值得期待。