國家基因庫參與人類胚胎基因編輯研究

8月3日，由俄勒岡健康與科學(xué)大學(xué)、韓國基礎(chǔ)科學(xué)研究院、美國Salk生物學(xué)研究所和深圳國家基因庫合成與編輯平臺合作完成的人類胚胎基因編輯最新重量級研究成果發(fā)表于《自然》雜志。在中國、美國、韓國的國際合作組的通力協(xié)作下，科學(xué)家第一次成功的利用CRISPR-Cas9系統(tǒng)在人類早期胚胎中對導(dǎo)致肥厚型心肌病的基因突變進(jìn)行了安全修復(fù)。

肥厚型心肌�。℉ypertrophic cardiomyopathy，HCM），是以心室肌肥厚為突出特征的原發(fā)性心肌病，患病率約為 1／500，是一種全球性疾病，也是青壯年運動員猝死的主要原因之一。多數(shù)的肥厚型心肌病均由基因突變導(dǎo)致，MYBPC3基因突變是最為常見的遺傳突變。利用基因編輯技術(shù)在胚胎中修復(fù)MYBPC3致病突變，為從根本上治愈該種家族性遺傳疾病帶來了希望。

在得到倫理許可的基礎(chǔ)之上，此項目研究人員使用正常人的卵子和攜帶MYBPC3雜合致病突變的精子體外受精產(chǎn)生受精卵，在早期胚胎發(fā)育階段運用CRISPR-Cas9編輯策略對致病突變進(jìn)行修復(fù)。結(jié)果證實，在早期胚胎中注射CRISPR-Cas9，利用內(nèi)源野生型基因拷貝作為修復(fù)模板進(jìn)行的編輯修復(fù)，能夠達(dá)到極高的修復(fù)效率，且有效地消除了胚胎嵌合的影響。

基因編輯的安全性問題曾引起公眾極大的關(guān)注和擔(dān)憂，建立針對該技術(shù)的安全性評估流程成為伴隨該技術(shù)發(fā)展的重要研究工作。深圳國家基因庫合成與編輯平臺的研究人員運用 高深度外顯子測序?qū)�編輯后胚胎中提取出的全能型干�?xì)胞進(jìn)行檢測，在生物信息學(xué)預(yù)測的685個潛在脫靶區(qū)域進(jìn)行了比較分析，結(jié)果顯示編輯并未在脫靶區(qū)域產(chǎn)生新的突變。針對基因組的整體評估也顯示基因編輯未對基因組的穩(wěn)定性產(chǎn)生顯著影響。基于Digenome-Seq和全基因組測序等深度測序技術(shù)的評估也進(jìn)一步分析驗證了該研究中采用的編輯方法是相對有效而安全的。該研究充分說明，測序及相關(guān)分析技術(shù)在基因編輯的安全性評估方法的建立中具有至關(guān)重要的作用。多種檢測評估方法整合的評估方案，將是編輯技術(shù)的臨床應(yīng)用所必需的評估和監(jiān)控保障。

該研究證實了早期胚胎編輯能夠達(dá)到較高的效率和安全性，并有效解決胚胎嵌合問題，揭示了早期胚胎編輯在單基因遺傳病安全防治方面的重大潛力，對編輯技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展將起到重要的推動作用。同時也顯示出基因組測序在基因編輯的安全性評價，以及未來基因編輯的應(yīng)用上都是不可或缺的環(huán)節(jié)。

據(jù)悉，作為該研究主要貢獻(xiàn)者的Belmonte教授與深圳國家基因庫保持著長期緊密的合作，并已成為深圳國家基因庫合成與編輯平臺的科學(xué)顧問。通過優(yōu)勢整合，目前雙方已就基因編輯技術(shù)的優(yōu)化和應(yīng)用拓展開展了深度合作，開發(fā)基于高深度測序技術(shù)的基因編輯效率安全評估檢測流程，以推進(jìn)基因編輯技術(shù)在例如單基因遺傳病等疾病治療方面的應(yīng)用探索。