基因剪刀为什么可以治病？目前实际进展如何？

包括《科学》杂志和《自然》杂志在内，在2021年年底进行的多项科学新闻评选中，基因编辑技术CRISPR首次直接用于人体临床实验并获得初步疗效都名列其中，十分引人注目。 用俗称“基因剪刀”的基因编辑技术来治疗人类疾病，带给人们无限的想象空间。那么，它究竟会怎样实现？目前的实际进展又如何呢？

正如《自然》杂志2021年10大科学新闻的介绍中所说：“基因编辑技术CRISPR自问世以来，一直被视为治疗疾病的规则改变者。但是，要使这个梦想成为现实，许多疾病将需要研究人员成功地将CRISPR-Cas9植入人体，并证明它安全有效地编辑了唯一的目标基因。”

基因剪刀CRISPR-Cas最初由西班牙阿利坎特大学的科学家弗朗西斯科·莫吉卡在古细菌中发现，后来在大多数细菌和绝大多数古细菌基因组中都发现了CRISPR-Cas。

CRISPR-Cas是细菌用来识别和摧毁病毒、噬菌体和其他病原体入侵的防御系统，是在生命演化中，细菌和病毒相互斗争产生的免疫武器。在自然状态下，病毒能把自己的基因整合到细菌，利用细菌的细胞复制自己的基因。但是，细菌演化出CRISPR-Cas系统后，可以不动声色地把病毒侵入细菌的基因从自己的基因组中切除，实际上这就是一种基因剪刀，可以剪掉入侵的基因。

利用CRISPR-Cas9系统剪切基因的原理，研究人员可以设计出“基因剪刀”，结合到基因组上的靶序列（目标基因）上，对某段靶序列基因进行关闭或切割。因此，CRISPR-Cas9可以用来删除、添加、激活或抑制人、动植物细胞中的目标基因。

2013年，CRISPR-Cas9技术首次应用到哺乳动物细胞的基因编辑中。2015年，这一技术被《科学》杂志评为2015年度十大科技突破之首。

对于治疗疾病而言，CRISPR-Cas9可用于靶向和修饰人类基因组中30亿个字母序列中的“错别字”，即致病基因，因而能治疗多种疾病，尤其是遗传疾病。

现在，CRISPR-Cas9基因剪刀已经应用到人类细胞、大鼠、小鼠、果蝇、斑马鱼、酵母、细菌、植物等的基因编辑中。对于人类而言，可以进行基因组功能鉴定，还可用于抗病毒、治疗癌症和免疫疾病。

以癌症治疗而言，现在动物试验取得了重要结果。CRISPR-Cas9系统不仅可以靶向敲除致癌基因，而且在外源性DNA模板的作用下可以对突变的抑癌基因进行修复。对小鼠试验发现，CRISPR-Cas9系统能靶向切割非小细胞肺癌相关的致癌基因EGFR，因而能有效抑制非小细胞肺癌细胞的增殖及异体移植肿瘤在小鼠体内的生长，延长小鼠的生存期。