CRISPR安全吗?基因组编辑首次接受FDA审查

　　美国监管机构FDA将审查基于CRISPR-Cas9基因组编辑系统的镰状细胞病治疗的安全性。

　　

一种基于CRISPR-Cas9基因组编辑系统的镰刀性贫血疗法可能成为首个获得美国食品和药物管理局批准的基因编辑疗法。这种借助CRISPR-Cas9基因组编辑系统“修改”患者DNA的治疗方法必须首先接受FDA及其顾问的严格审查。10月31日，美国食品和药物管理局(FDA)的外部顾问将开会讨论镰状细胞病的DNA改变疗法。镰状细胞病是一种遗传性疾病，可导致血细胞畸形，有时还会导致使人衰弱的疼痛。顾问们的讨论很可能集中在该疗法的开发商——马萨诸塞州波士顿的Vertex制药公司(Vertex Pharmaceuticals)和瑞士的CRISPR Therapeutics公司——提交的安全性数据上。

“关键在于安全性，”加州大学旧金山分校的儿科医生Mark Walters说，他是两家公司临床开发这种名为exa-cel的治疗方法的指导委员会的成员，“这才是真正影响决策的问题，而安全性信息仍然相当有限。”

镰状细胞病是由血红蛋白的异常形式引起的，血红蛋白是红细胞中运输氧气的蛋白质。这种变异的血红蛋白使血细胞畸形和粘稠，导致它们聚集在一起，有时堵塞血管。堵塞的血管会剥夺组织的氧气，潜在地造成长期损伤和灼痛发作，称为血管闭塞危机。 

Exa-cel旨在通过激活另一种形式的血红蛋白来阻止这些——这种血红蛋白通常只在发育中的胎儿中产生，通常在出生后不久就被一种名为BCL11A的基因切断。Exa-cel使BCL11A失活，使胎儿血红蛋白生成得以恢复，提供一些不畸形的血红蛋白，并减轻了畸形形式的影响。

Vertex和CRISPR Therapeutics报告说，治疗9个月后，40名临床试验参与者中有39人没有出现一次血管闭塞危像。在接受治疗之前，他们平均每年有四次。

临床医生首先从镰状细胞病患者身上收集造血干细胞。然后用CRISPR-Cas9基因组编辑系统改造这些细胞，引入用于切割DNA的和引导Cas9酶到达BCL11A基因内目标DNA片段的分子，让Cas9酶切断目标DNA链，引入错误使BCL11A失去功能，并释放胎儿血红蛋白生成的刹车。

潜在的编辑错误

但Cas9有时会在基因组中与其目标相似的其他区域切割DNA。细胞对“脱靶”DNA的修复会引入不必要的突变。宾夕法尼亚州匹兹堡大学医学院的合成生物学家Samira Kiani说，这种情况是CRISPR-Cas9疗法的一个重要考虑因素，因为一个关键基因的突变可能导致癌症或其他疾病，尽管风险可能很小。

10月27日发布的简报文件表明，FDA审查员已经将注意力集中在这种可能性上，下周顾问们开会讨论exa-cel的风险和益处时，这将成为一个关键的讨论点。

FDA指出了Vertex和CRISPR Therapeutics用于确定exa-cel引起脱靶变化风险的检测中的两个潜在缺陷。在一项试验中，研究人员搜索了一个基因组数据库，寻找与exa-cel的CRISPR-Cas9靶位点相似的区域，可能被Cas9酶错误地切割。科学家们研究了这些位点发生变化的风险。大多数位点并没有引起人们的关注。但镰状细胞病主要影响非洲裔人群，FDA审查员担心这些公司搜索的基因组中没有捕捉到这些人群的遗传多样性。这意味着在这些人群中可能存在Cas9靶向但被分析遗漏的基因序列。而且exa-cel只在40个人身上进行了测试，太少了，无法评估脱靶变化的风险。田纳西州孟菲斯圣裘德儿童研究医院的骨髓移植专家Akshay Sharma说:“我们将处理更多的基因多样性，这是我们在这些试验中没有考虑到的。”

FDA的审查员还担心，这些公司对活细胞的脱靶效应分析没有包括足够的镰状细胞病患者的细胞样本。

癌症的担忧

还有一个比脱靶编辑更令人担忧的问题：在一项针对镰状细胞病的单独基因改变疗法的临床试验中，两名参与者后来患上了血癌。在马萨诸塞州剑桥市的蓝鸟生物公司(Bluebird Bio)进行的试验中，一种病毒将一种非镰状血红蛋白的拷贝穿梭到血液干细胞中。随后的调查表明，癌症不是由病毒引起的。这引发了人们的猜测，即类似的病例可能会在接受其他治疗的患者中突然出现，比如exa-cel，这种治疗涉及对镰状细胞病患者的血液干细胞进行修饰，然后再输注。

一些研究表明，患有镰状细胞病的人可能更容易患恶性血癌。如果癌前细胞在那些被移除、改变和重新注入的细胞中，这种治疗可能以某种方式促进了它们的发展，使它们能够接管整个群体并变成癌细胞。“这是一个主要的、长期的、潜在的并发症，我们必须加以解决。”

Vertex和CRISPR Therapeutics公司提议在试验参与者接受治疗后对其进行15年的随访，以观察其治疗的长期影响。加州圣马科斯市镰状细胞勇士倡导组织的创始人Tosin Ola说，与此同时，医生告知患者这些风险也很重要。她说:“我知道这些事情，因为我是一名护士，我从事宣传工作。”“但是一个典型的母亲担心她的孩子患有镰状细胞，她不会知道这一点。她会直接报名的。”Sharma也有同样的担忧，但他也承认，尽管存在未知因素，但像exa-cel这样的治疗方法应该继续发展。“现在仍有病人在受苦，他们需要某种治疗。”“我们必须为他们找到一些东西。”