作為第三代基因編輯技術(shù)的代表，CRISPR/Cas9系統(tǒng)已經(jīng)憑借其成本低廉、簡便易用成為生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域內(nèi)的高效工具，一度被科研人員稱為“瑞士軍刀”。目前，CRISPR/Cas9系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用于細(xì)胞基因編輯、基因調(diào)節(jié)、基因敲除動物模型的構(gòu)建、人類疾病動物模型的治療研究等領(lǐng)域。

　　然而，隨著研究的深入，這把“瑞士軍刀”的另一面逐漸顯現(xiàn)。研究發(fā)現(xiàn)，CRISPR具有重大的潛在風(fēng)險，包括脫靶效應(yīng)、染色體改變和潛在免疫原性，以及在基于CRISPR-Cas9的基因敲除(CRISPR-KO)過程中誘發(fā)的雙鏈斷裂(DSBs)可以導(dǎo)致DNA損傷反應(yīng)。

　　最近，美國國家癌癥研究所、Sanford Burnham Prebys醫(yī)學(xué)研究所聯(lián)合馬里蘭大學(xué)的研究人員共同發(fā)表了題為：A systematic genome-wide mapping of oncogenic mutation selectionduring CRISPR-Cas9 genome editing 的研究論文。研究團隊發(fā)現(xiàn)，CRISPR-Cas9基因治療需要謹(jǐn)慎監(jiān)測癌癥相關(guān)基因突變。

　　CRISPR-Cas9基因編輯技術(shù)的工作原理是由內(nèi)切酶靶向位點切割生物基因組使DNA雙鏈斷裂。DSB在細(xì)胞內(nèi)的修復(fù)方式為同源重組和非同源末端連接。其中，非同源末端連接的修復(fù)機制主要發(fā)生于真核生物，通過核苷酸的插入或缺失，不需要同源序列即可重新連接DNA游離末端，進而實現(xiàn)基因敲除的目的。當(dāng)同源序列存在時，DSB區(qū)間大概率發(fā)生同源重組，進而定點敲入或編輯基因。

　　p53是細(xì)胞生長周期中的負(fù)調(diào)節(jié)因子，對細(xì)胞生長周期調(diào)控發(fā)揮重要作用。DNA雙鏈一斷裂就會被p53基因識別，它在識別到DNA雙鏈斷裂后，會阻止細(xì)胞分裂。研究團隊分析了近1000個人類細(xì)胞系對DNA雙鏈斷裂的p53反應(yīng)。研究人員發(fā)現(xiàn)，在幾乎所有的細(xì)胞類型中，進行CRISPR-Cas9基因敲除后，正常的p53基因細(xì)胞生長較慢，而出現(xiàn)p53基因突變的細(xì)胞受影響較小，它們的生長速度更快，甚至超過正常細(xì)胞。值得注意的是，p53基因突變的細(xì)胞通常是一些癌細(xì)胞。

　　全基因組視角的P53突變體選擇

　　此外，研究人員還發(fā)現(xiàn)，CRISPR基因編輯可能會給具有其他癌癥相關(guān)基因突變的細(xì)胞帶來優(yōu)勢，比如KRAS致癌基因。

　　KRAS實驗數(shù)據(jù)

　　此前研究已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，脫靶效應(yīng)是CRISPR/Cas9基因治療的明顯缺陷，上述研究提示我們，脫靶效應(yīng)之后需要重點警惕，無關(guān)的細(xì)胞吸收了CRISPR/Cas9反而有“大麻煩”。要想解決潛在致癌性這個問題，或許要先解決基因編輯技術(shù)面臨的核心難題—脫靶效應(yīng)。能夠找到理想的靶向輸送系統(tǒng)，精準(zhǔn)地將CRISPR/Cas9運送到人體靶細(xì)胞內(nèi)，潛在致癌風(fēng)險也就不是大問題了。

　　脫靶效應(yīng)、染色體改變和潛在免疫原性背后的作用機制還需要更多深入研究加以佐證?？偟膩碚f，上述研究結(jié)果表明，使用CRISPR-Cas9時，要重點監(jiān)測癌癥相關(guān)基因突變，特別是p53基因和KRAS基因。

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