NEJM新文章点评CRISPR/Cas9遗传工程壮举

　　在3月17日的《英格兰医学杂志》（NEJM）上斯克里普斯研究所的Daniel R. Salomon博士描述了，哈佛大学的研究人员通过遗传工程一步失活60多个拷贝的PERV，由此将PERVs感染风险降低3个数量级的过程。

　　

生物通报道  尽管农场中的猪性情懒散而肮脏，生物医学实验室中饲养的猪却很干净，许多人都期待能够将它们的组织用作为救命移植物。移植心脏瓣膜通常都来自猪和牛。

近年来科学家们在异种器官移植猪研究中取得不少的成果。2010年中国农业科学院北京畜牧兽医研究所潘登科副研究员领导的科研团队，就成功研制出4头敲除α1，3-半乳糖基转移酶单等位基因的近交系五指山小型猪。这是我国第一例敲除超急性免疫排斥基因的异种器官移植猪（潘登科小组培养出异种器官移植猪）。2012年，韩国的研究人员报告称，在一项异种动物器官移植试验中两只猴子接受了迷你猪的心脏和肾脏移植后，分别存活了24天和25天（韩国科学家：猴子移植转基因迷你猪心脏肾脏后存活20多天）。

然而，梦想将整头猪的器官移植到需要新心脏、肝、肾或肺的人体内——实现这种异种器官移植并不是那么简单的事情。除了免疫系统倾向排斥外源组织造成的常见挑战，利用猪器官来填补人类器官供应与需求之间的巨大鸿沟，必须要努力解决PERVs的问题。

猪内源性逆转录病毒(PERVs)令人感到恐惧。在压力下，猪细胞会泵出PERVs，随后PERVs有可能会感染移植器官原本要挽救的人类。美国有12万患者在移植器官的等候名单上，在异种器官移植的新世界中，猪可以为其中的部分患者提供器官，但科学家们必须找到一种方法来消除来自PERVs的威胁。

在这里，一种新型基因编辑技术——CRISPR/Cas9系统提供了一些意外的帮助，它使得能够更快、更有效且更精确地从DNA来完成配对、替代及改良问题基因的任务。

在3月17日的《英格兰医学杂志》（NEJM）上这一突破被描述为是“遗传工程的一个壮举”，有可能帮助为异种器官移植扫清道路。针对有可能错过了去年10月发表在《科学》（Science）杂志上这篇原创论文的NEJM杂志用户，斯克里普斯研究所的Daniel R. Salomon博士描述了，哈佛大学的研究人员通过遗传工程一步失活60多个拷贝的PERV，由此将PERVs感染风险降低3个数量级的过程（Science发布CRISPR基因编辑重大成果 ）。

Salomon写道，剪碎猪的基因组看起来可以解决利用猪作为移植器官来源所面对的两个关键挑战：通过关闭PERVs生成，研究人员原则上可以降低受体感染这种逆转录病毒的风险，及因存在“这些异种抗原”受体免疫系统将对外源器官发动强大防御的可能性。

了解GeneArt CRISPR产品的更多信息

猪离为全球大量短缺供体器官提供解决方案还有着遥远的距离。在马里兰大学医学院的一家实验室里，外科医生已将50个猪器官移植到了狒狒等灵长类动物体内，以求更好地了解异种器官移植中的免疫反应及基因编辑改善生存的前景。然而到目前为止，还没有一个受体能够存活超过数天。

Salomon谨慎表示，将CRISPR/Cas9基因编辑技术用于真正的患者医疗还存在一些“重大的障碍”。科学家们还必须找到一些方法确保不会发生“脱靶”效应，例如破坏在操控基因序列上游或下游被激活的基因。他们需要找到一些方法使得基因编辑更为有效。且还需要更详细地了解人体对外源器官的免疫反应。

“尽管如此，不得不承认在单细胞中敲除60个不同拷贝的PERV聚合酶基因将促使生成一种供异种器官移植的新猪品系，大大降低将PERVs传播至免疫抑制人类患者的风险，”Salomon写道。

（生物通：何嫱）

生物通推荐原文摘要：

A CRISPR Way to Block PERVs — Engineering Organs for Transplantation

A challenge to xenotransplantation is the transmission of infectious agents, including endogenous retroviruses. A study of porcine endogenous retroviruses, and the use of a new tool (CRISPR-Cas9) to inactivate them, represents a step toward addressing this challenge.