股價大跳水，基因編輯公司怎么啦？

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

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等機構科學家的來信，篇幅不到一頁半，卻給風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上市公司不禁打起寒戰，股價應聲暴跌，反映出公眾和投資者對基因編輯技術安全性的擔憂。

股價集體跳水

基因編輯技術主要包括鋅指核酸酶（ZFN）技術、類轉錄激活樣效應因子核酸酶（TALEN）技術和最近發展起來的CRISPR／Cas9技術。由于該技術能像利用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（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，由于設計RNA比蛋白質簡單，CRISPR／Cas9技術誕生短短幾年時間幾乎變成基因編輯技術的代名詞，已經成為生命科學領域最為熱門的技術之一。

以CRISPR／Cas9為代表的基因編輯技術似乎無所不能，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，四川大學華西醫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等機構也宣布將于2017年開展基因編輯T細胞治療多種癌癥的臨床試驗。基因編輯技術還在地中海貧血、眼科疾病和艾滋病等疾病治療方面展現出巨大的應用前景。

正因為基因編輯療法誘人的前景，基因編輯技術在資本市場也受到青睞。2013年，CRISPR／Cas9技術先鋒、華裔科學家張峰博士、哈佛大學喬治·丘奇教授和美國加州大學伯克利分校詹妮弗·杜德納教授等基因編輯大牛發起創立了Editas醫藥公司，很快得到比爾·蓋茨、谷歌風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技術先鋒艾曼紐·卡彭蒂耶博士發起創立，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較大幅度下跌，其中Editas醫藥公司下跌近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、愛荷華大學、哥倫比亞大學和紐約長老會醫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，研究人員卻意外發現這兩次小鼠都發生了超過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有的36個小鼠基因組數據庫序列進行比較之后發現，這些意外突變并沒有出現在這些數據庫，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，但是擔心在后續生長或傳代中有可能會表現出來。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，不過希望引起科學家們的注意，使用CRISPR／Cas9工具造成的意外突變數量可能比之前普遍認為的高出很多。

這封信的內容雖然不到一頁半，但是通過GEN、STATNEWS等專業媒體報道后，迅速引起科學家和公眾的廣泛關注，也直接導致了美國三家基因編輯公司股價集體跳水，這種因為一項科學研究導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家的質疑。澳大利亞國立大學的遺傳學家蓋坦·布爾焦博士認為，基因編輯脫靶效應并不意外，但是美國斯坦福大學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，與小鼠基因組數據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現，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向導RNA可結合的靶標序列，因此很難解釋這些突變是由CRISPR／Cas9產生的。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醫藥公司和Intellia治療公司很快也作出反應，分別寫信給《自然·方法》雜志編輯部，指責該研究存在大量錯誤，根本不適合發表，要求雜志撤回這份通信，并從文獻數據庫中將其刪除，至少也必須更正其中的錯誤。《自然·方法》雜志編輯部則回應說，已經收到很多關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。

無需過度擔心

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

2012年8月，美國加州大學伯克利分校詹妮弗·杜德納教授和艾曼紐·卡彭蒂耶教授團隊在《科學》雜志發文首次提出來源于細菌和古細菌的CRISPR／Cas9免疫系統可以被改造成基因編輯工具。2013年1月份，美國麻省理工學院張峰團隊和哈佛大學喬治·丘奇教授團隊同時在《科學》雜志發表了基于CRISPR／Cas9技術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，麻省總醫院的杰弗里·桑德和凱斯·莊團隊首次在《自然·生物技術》雜志報道了CRISPR／Cas9系統在編輯靶標基因時會出現高頻率的脫靶效應，揭示CRISPR／Cas9技術與其它基因編輯技術一樣，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等問題。之后又有很多科學家也以研究論文的形式相繼報道了CRISPR／Cas9的脫靶效應，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象。

由于脫靶效應是影響基因編輯是否能安全應用的關鍵，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。在麻省總醫院第一篇CRISPR／Cas9脫靶效應文章發表的同一個月，張峰團隊在《細胞》雜志上發表新的研究成果，采用雙Cas9切割酶的方法，可以將脫靶效應減少至原來的0.1%-2%。2014年3月，麻省總醫院凱斯·莊博士團隊在《自然·生物技術》上的論文顯示，將向導RNA縮短，可將脫靶效應減少至原有的0.02%，甚至是無法檢測的水平。2015年12月，張峰團隊又在《科學》雜志發文，通過改變編碼Cas9切割酶的約1400個氨基酸中的3個氨基酸，成功將脫靶效應減少至無法檢測到的水平。麻省總醫院凱斯·莊博士團隊則再接再厲，在2014年研究基礎上，通過改造Cas9切割酶減少其與DNA序列的互作，也使脫靶效應達到檢測不到的水平，該研究2016年1月發表在《自然》雜志。

Editas醫藥公司在寫給《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過安全性的嚴格評估，任何容易產生可檢測脫靶效應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團隊正在致力于開發高效、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、綜合的評估標準。Editas醫藥公司表示，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障基因編輯治療的臨床試驗。

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