基因编辑技术用于肿瘤治疗

" d0 m. {6 N6 B  q# }# d) l今天下午，诺贝尔基金会宣布，最近几年火热的CRISPR基因编辑系统斩获本年度的诺贝尔化学奖，做出卓越贡献的Emmanuelle Charpentier教授和Jennifer Doudna教授分享这一殊荣。
3 b) v3 U8 L: x+ I2 G
" [1 g4 f5 x. G+ ~& L: v+ u% Q; I# @
; V- o9 Q  L5 C9 T' m( @2 a
: Q- {  k4 T- n& h
图1. 2020年诺贝尔化学奖得主
" W/ m! d5 ~" O7 K6 a  s
图片来源：参考资料1


上图为获得2020年诺贝尔化学奖的两名科学家，CRISPR技术自问世以来，就一直被诺奖候选的光环所围绕。华裔科学家张锋是将CRISPR技术付诸应用的第一人。为了CRISPR的专利归属权，Doudna和Charpentier曾与华裔科学家张锋对簿公堂，本次张锋却与诺奖失之交臂，令人唏嘘。
$ e4 H5 ]( t! I, }

01
3 t4 m+ q4 z2 S5 m; ^+ g5 ]8 K2 S# _4 Q
什么是基因编辑

  R7 B! ?, L. V- P1 n1 f5 i+ P% x7 s
基因编辑是最近的一项重大发现，通过一套CRISPR-Cas9系统，科学家可以对基因上的序列信息进行编辑。比如说，某个疾病是由于一个基因突变导致的，那么我们可以通过一定方式将这个基因错误的序列给改过来。除去直接修改基因序列，我们还可以将某个基因精准地敲除掉，或者添加序列以改变基因的功能。

! g8 p( V* d/ u6 O3 T4 \# b5 ~8 m
1 q" Y9 {" i, y- E目前基因编辑技术已经进步到“单碱基”基因编辑，这已经是非常精确了，可以大大地降低基因编辑的脱靶效应，避免编辑的时候修改了不应该修改的基因。


/ f4 t3 I( D. r1 z& I' c& r% o4 ^任何新的技术突破，都会首先被应用到肿瘤的治疗方面，毕竟肿瘤是一个大病，而且全球有近千万患者等着更新的治疗措施。01

- ~# W. D6 ?' p- n5 G) d5 {什么是基因编辑
0 E3 \+ U4 Z9 O) c

6 M5 U  x2 ]: ]  ]7 D) z. P2 B( j
0 C! l' h  n  h  X$ \+ y基因编辑是最近的一项重大发现，通过一套CRISPR-Cas9系统，科学家可以对基因上的序列信息进行编辑。比如说，某个疾病是由于一个基因突变导致的，那么我们可以通过一定方式将这个基因错误的序列给改过来。除去直接修改基因序列，我们还可以将某个基因精准地敲除掉，或者添加序列以改变基因的功能。

- ^# H! z, D* p" Y- l
1 c) o' I/ P: H8 K6 V
目前基因编辑技术已经进步到“单碱基”基因编辑，这已经是非常精确了，可以大大地降低基因编辑的脱靶效应，避免编辑的时候修改了不应该修改的基因。
1 V1 J4 b6 e- ~) c- Z( [: s


2 v. x4 P3 y, T- B* p- k任何新的技术突破，都会首先被应用到肿瘤的治疗方面，毕竟肿瘤是一个大病，而且全球有近千万患者等着更新的治疗措施。

' m; Y8 R+ Z/ G& ~: {4 E$ ^( `
2 W  K" H: p; _: T+ o8 }
' S9 D9 j. g) D
图2. 基因编辑应用在肿瘤研究的报道越来越多
- M7 ^  U+ S! G3 y$ T7 w" S' q/ j+ Y
" r1 s' ~+ ^% j图片来源：参考文献4


& `3 d) }! N0 n7 |: q7 r
- ^2 H' P* u3 ]! t0 g8 {7 [' g9 C* L如上图，基因编辑应用在肿瘤诊断和治疗应用的研究论文越来越多，在多种肿瘤都有相关的研究报道。

6 A6 T# w2 [0 t$ f0 Z1 r
9 p. Y- ?$ N, }! m
# z* v) F0 r1 u02

, s2 ~" W$ \$ [基因编辑在肿瘤治疗中的应用

; {, Z5 ^# X3 E# V, }/ @

基因编辑技术诞生以来，很多肿瘤学家开始思考将这个技术应用于新药开发，或者具体的治疗过程。
" [8 P6 Q) a, S0 X) }
! P' |+ ~. I' R

% F+ `# ~) @5 H' ]
% V8 L  ~/ q. G+ N4 p8 C图3. CRISPR-Cas9在癌症治疗中的应用潜力
$ X3 Q+ z: t8 W
. R( u0 s9 d5 y& M* a! @图片来源：参考文献5
- Q+ l9 T1 O, N
7 b$ K9 h4 N8 D+ V0 \

: a3 f, i: K/ P  C, |如上图所示，基因编辑技术应用在肿瘤治疗的潜力非常巨大，比如可以进行癌细胞基因组的编辑，以发现哪些基因对肿瘤的发展或转移比较重要。此外还可以用来对付引发癌症的病毒感染，各种肿瘤模型的构建。当然最重要的是可以进行新抗癌药物的研发。此外对于现有的肿瘤治疗措施，也可以通过基因编辑来增强和改进。


/ y1 V2 V8 Z& S0 k

图4. 基因编辑技术可以用来鉴定影响肿瘤进展和转移的基因

5 l+ E! w0 [" p8 Y6 E% y' w图片来源：参考文献2
1 W3 _1 E8 T# ^$ i; |, ~6 D
5 \; h) s1 {6 G. _- U, c

: O, t) c: m, U+ _5 M如上图所示，每一种癌症的基因突变是不同的，那么参与肿瘤发展和转移的基因也不一样。为此我们可以通过基因编辑的技术来筛选那些基因是关键的，如果通过实验确定了关键的基因，那么就可以针对这些基因研发药物以治疗肿瘤。



  D: T3 M+ Q8 K. u; b$ a对于目前大火的PD-1治疗，基因编辑技术也可以大显身手。大家了解免疫细胞表达PD-1蛋白，而肿瘤细胞表达PD-L1蛋白，当免疫T细胞识别出了肿瘤细胞准备攻击时，PD-1和PD-L1两个蛋白相互识别阻止了免疫T细胞的攻击，所以使用药物来阻断这两种蛋白的结合。实际上我们也可以通过基因编辑的技术来促使免疫细胞攻击肿瘤。
) n( ^4 A$ _) t5 e& t

) K& D, w1 O  i
: J5 K4 X# ~. f- W1 ?: I* O9 D
图5. CRISPR / Cas9作为治疗癌症的工具
# \) V& ~# X) k6 G) I# p' B
图片来源：参考文献2
( X1 x$ m3 J  m3 u8 f; v! k  u
5 n% V6 h+ S' d$ O, C  n, H, V3 ^3 `

! Y1 R, h  c3 @" z如上图所示，我们通过基因编辑的技术，将T细胞的PD-1蛋白敲除掉，然后再进行大量扩增免疫T细胞，回输入到患者身体，这个时候肿瘤细胞表达多少PD-L1也不用怕了，因为免疫T细胞已经没有PD-1蛋白了。可以增加免疫系统击杀肿瘤的能力。
& b2 g# O8 ?, x& N5 F


# N+ r2 U+ B& @
& j& Y: r  s, D1 _8 }$ E- l/ O6 K图6. 使用CRISPR / Cas9进行肿瘤治疗的注册临床试验
* K/ Q9 i; q1 s. N# {7 F
图片来源：参考文献2
  s, i2 h7 o, p

- @5 p2 h7 v0 C- l
$ Q+ ?/ L% e7 ?( O9 ?上图为近期的一些临床研究，这些临床研究都利用基因编辑的技术来增强治疗肿瘤的效果。
' `( Z/ V, s6 ]5 @% v5 P
5 g6 b% p( W! G) C  [4 T; Q

* c7 |* j( ^& N( K8 t4 j* F- S癌度带大家回顾一下，我们将传统放化疗比作肿瘤治疗的1.0时代，那么靶向治疗和免疫治疗将分别属于2.0时代、3.0时代。而基于基因编辑技术的肿瘤治疗时代将是4.0时代。相比靶向治疗、PD-1等免疫治疗带给我们的惊喜，基因编辑技术对肿瘤治疗而言更是具有无限潜力和想象力。基于这一技术，会有更多更新的治疗药物和治疗理念出现，真正助益到肿瘤患者。
; R$ i2 |* v9 a. O" m
7 p! H  h5 Z) f. n

' e7 n/ n) X( w% ^1 P我们相信，总有一天会将肿瘤控制为慢性疾病。


9 G8 n& @  `- A; b

来自安卓APP客户端

对于基因突变的如何编辑？比如tp53

来自安卓APP客户端

期待(˙ー˙)早一点到来

来自安卓APP客户端