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首次成功于哺乳类生物上应用的基因编辑技术，有望用于治疗人类疾病

　　英文原文：First Successful Gene-Editing in Live Mammals Brings Us Closer to Human Treatments

　　医疗科技再突破！科学家成功使用 CRISPR 基因编辑技术治疗成年哺乳类动物遗传性肌肉失调，此一结果使得这项技术可能在不久之后就能运用在人身上，做为新的治疗方法。

　　杜兴氏肌肉营养不良症（Duchenne muscular dystrophy，DMD）是一种性联隐性遗传性肌肉萎缩症，大约 5,000 个男婴之中就有 1 人患有这项疾病。由于造成此疾病的基因缺陷位于 X 染色体上，而女性拥有两条 X 染色体，只要有一条 X 染色体是正常的，就算另一条 X 染色体带有缺陷也不会发病，所以 DMD 患者大多为男性。DMD 患者大多于 3 到 5 岁之间发病，发病之后病情的进行十分迅速，大多数的男性患者在 12 岁左右时便无法行走，到最后甚至需要仰赖设备才能呼吸，他们的寿命也比正常个体短，大约只有 20 至 30 年的生命。

　　造成 DMD 的原因，是因为患者的肌肉细胞无法产生 dystrophin 这种蛋白质。缺乏 dystrophin 的肌肉细胞无法拥有正常细胞的力量以及坚韧，容易受损死亡。产生 dystrophin 的基因是由大约 80 个能够表达出蛋白质的外显子基因片段所组成，其中只要有任何一个外显子基因带有严重的变异，就无法产生正常的 dystrophin 蛋白质，使得肌肉细胞退化受损。

　　长久以来，科学家们始终找不到方法有效的治疗杜兴氏肌肉营养不良症，而今，来自美国杜克大学的研究者，由遗传学家 Chris Nelson 所带领的研究团队运用了 CRISPR/cas9 的技术来移除有问题的 DNA，使细胞能够正常制造 dystrophin。此项试验已经成功运用在活的成年老鼠中，并且发布于最新一期的 Science 期刊。

　　肌肉细胞能回复部分功能

　　CRISPR 是一项才刚出现 3 年左右的新技术，可以以高精准度及自由度修改基因，他的原理是利用被称为 CRISPRs 的合成 DNA，扫描整个基因组之后找到对的位置，再以蛋白质 cas9 像剪刀一样切除该基因。此项研究所使用的 CRISPR/cas9 系统是来自特殊改良的无致病性病毒，这些病毒所带有的 CRISPR/cas9 可以有效地将 DNA 像编辑文字一样复制贴上，利用这项特性，便能将原来有缺陷的基因修复完全之后送入，来做为新的疗法。

　　为了要使基因替换顺利进行，研究团队使用了没有致病性的病毒，Nelson 表示：“基因的编辑修改最大的挑战，是在于如何将修改所需的工具传送到正确的位置，我们现在所知道最好的方法，便是借用病毒的特性为我们做到这件事，因为病毒已经过数十亿年演化出可以将病毒自身的基因送至宿主细胞内的机制。”

　　在这项研究中，科学家使用经过基因改造的老鼠做为研究模型，这些老鼠表达 dystrophin 的基因其中一个外显子已经突变，也就是说，他们已经无法正常产生 dystrophin。研究团队应用 CRISPR/cas9 系统成功将这些突变的外显子去除，由体内天生的修复系统将其他正常的基因重新黏合在一起，经过这些步骤后，这些老鼠体内就有了比正常来的短的基因，虽然少了原先带有突变的一部分，但是仍有功能。

　　此研究将这些带有 CRISPR/cas9 系统的病毒注射进老鼠的血管之中，使进行基因编辑的 CRISPR/cas9 可以到达所有肌肉细胞。而结果显示，老鼠全身的肌肉细胞都有一定程度的功能回复，就连心脏的肌肉细胞也不例外。这个结果令人相当振奋，因为目前 DMD 的病患死因大多数就是因为心脏衰竭。

　　基因修改可以用于生命过程

　　虽然这项技术在研究上展现出极好的效用以及精确性，然而，经过这样治疗的老鼠，肌肉功能还没办法完全回复到正常老鼠的程度，也就是说，这项技术目前只能让 DMD 病情改善，无法真正治愈。因此，研究团队认为这项技术还有很大的进步空间，在未来，高达 80% 的 DMD 患者可望因移除受损的外显子基因而使病情得到改善。

　　杜克大学参与此项研究的 Charles A. Gersbach 认为，真正将这项技术安全的应用在治疗人类疾病之前，他们还有许多挑战以及工作必须完成。尽管如此，研究的第一步目前已经取得令人振奋的研究结果，接下来，还必须要提升改善运输基因的系统，提升效率以及安全性，应用于较大型的动物试验，最后才能运用于临床试验。

　　除了杜克大学的研究团队之外，还有另外两个研究团队也各自在他们的研究中取得了类似的成果，分别是德克萨斯大学达拉斯西南医学中心的 Eric Olson 以及哈佛大学的 Amy Wager。

　　和先前改造胚胎基因不同，胚胎的基因是从一开始就存在该生物的基因之中，这次的技术是应用在活的成体动物，也就代表了基因修改可以用于生命过程之中，改变发生在过程之中而非一开始，而且不会遗传给下一代。

　　Gersbach 表示：“运用 CRISPR 技术来修正人类胚胎的基因变异近来在社会上掀起很大的讨论，也有许多伦理上的争议以及顾虑，但是运用 CRISPR 来修正基因造成的疾病以及影响，却不在争议范围之内。这项研究显示了未来医疗科技可能的发展，但仍需要集结相当多的努力才能完成。”

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