【摘要2018.3.25.中國時報】基因病，顧名思義，是由基因異常引起的疾病，而癌症的本質就是基因病。對於這類疾病的研究，很多科學家從它的源頭──基因著手。人體的基因組（或基因體）有23對染色體，染色體由雙鏈結構的DNA構成，一段帶有蛋白質編碼的DNA片段叫基因，含有特定遺傳訊息。DNA這個雙鏈結構由4個鹼基（縮寫A、T、C、G）按照一定順序排列。人體有30億組DNA鹼基對，稍有一個鹼基出錯，可能就會生病。
亦即可以把基因體想像成一本書，大約有30億個英文字元，若其中一個字母壞了，若能開啟Word文件，直接用搜尋功能，將游標放到想要變更與替換的位置就太好了。而基因編輯就是能發揮搜尋功能，找到需要編輯的位置，然後讓核酸酶負責「剪切」功能。換句話說，若說
Photoshop 是相片編輯大師，那麼
CRISPR- Cas系統就堪稱是DNA編輯大師了。
基因病若要從根源上得到治癒，就需要對異常基因進行編輯。近幾年，CRISPR-Cas9這種基因編輯技術因具有明顯的優點而迅速成為生命科學中的熱門技術。
CRISPR系統就像一把剪刀，可對目標基因進行切除。由於細胞具辨識並修復損壞DNA的能力，若能透過CRISPR-Cas9技術精準地造成某個位置的DNA斷裂，就可啟動細胞修復這些斷裂。
每10年左右就有一種顛覆性的全新基因技術問世。1990年代是基因定序，現在則出現了CRISPR。2017年2月5日，麻省理工學院宣布晉升5位副教授為終身教授，其中包括年僅35歲的華裔科學家張鋒。他最為人稱道的成就是對CRISPR-Cas9的發展和應用，32歲就成功將此技術用來編輯人類與哺乳類動物細胞，並率先取得CRISPR-Cas9在這方面應用的美國專利，被視為諾貝爾獎的熱門人選之一，也是2016年第二屆唐獎生技醫藥獎得主。
然而CRISPR存在嚴重脫靶效應（亦即錯認目標而剪錯位置），造成基因突變。再者，基因編輯一旦開始，就只能等待整個過程自然結束，就好像一輛只有油門，沒有煞車的汽車。所以CRISPR在修復了錯誤基因後，基因編輯工具很可能會繼續修改本來正常的基因，同樣也會造成基因突變。因此，科學家一直想在基因編輯的工具箱裡加上一套「剎車裝置」。
此外，CRISPR直接編輯DNA，在倫理與安全上一直存在爭議，為此張鋒帶領的團隊另闢蹊徑，讓這個技術變得更安全可靠。
CRISPR猶如剪刀，將DNA雙鏈結構剪斷後，仰仗細胞的自我修復能力修補基因。現在CRISPR更上一層樓變成REPAIR。全新的CRISPR系統能夠有效針對RNA中的腺嘌呤進行單鹼基編輯。值得注意的是這一編輯過程用的是Cas13，只瞄準RNA，不會影響到基因組的遺傳訊息，所以不會導致人類基因組的永久性改變，從而增加了基因編輯的安全性。
RNA編輯的原理是矯正RNA從DNA接收到的錯誤訊息，經過人工攔截後（逆轉錄），讓RNA傳達正確的資訊給蛋白質，亦即在RNA層次上修復致病突變，進而達到治療效果。張鋒說，編輯RNA這一新技能打開了更多的可能，幾乎可以在所有細胞中修復蛋白質功能，有助於多種疾病的治療。
2013年科學家首次使用CRISPR-Cas9編輯人類活細胞以來，
美國CRISPR
Therapeutics 公司是第一家獲歐洲監管機構許可進行臨床實驗的公司，利用CRISPR技術治療地中海型貧血患者的遺傳缺陷。該公司還計畫申請鎌刀型貧血症的臨床實驗。治療方式是先從患者骨髓抽出血液分離幹細胞，然後用
CRISPR 進行編輯，修補突變基因，再將修復後的血液輸回患者體內。
張鋒所創立的Editas
Medicine（EDIT）公司宣布率先用CRISPR治療遺傳性失明，但其臨床試驗計畫因故推遲。大陸也在進行一些試驗，針對的是不同類型的癌症，但尚未公布任何早期結果。
沒有留言:
張貼留言