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[分享] 基因编辑能否适用于成人?

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发表于 2024-10-25 12:41 | 显示全部楼层 |阅读模式

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贺建奎利用crispr编辑了新生儿的基因,那么能对成人进行基因编辑吗?有何区别?

原文地址:https://www.zhihu.com/question/311132384
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发表于 2024-10-25 12:41 | 显示全部楼层
基因编辑能适用于成人但不能直接编辑成人体细胞,只能编辑胚胎干细胞,原因我会详细解读。
答主就是做基因编辑的,构建过很多基因编辑的载体。基因编辑是可以用在成人身上的但是并不是直接编辑成人的细胞,而是编辑胚胎干细胞。具体流程比较复杂,涉及分子生物学、免疫学、细胞生物学、干细胞等一系列的学科。如果有人告诉你,基因编辑可以直接编辑成人细胞,那他一定不是做基因编辑的。对成人进行编辑的研究我们也在做,一般统称为基因治疗,主要针对一些有先天性遗传病的病人。



基因编辑成功的测序结果,DNA片段有插入、缺失两种突变(红色标记)

基因组DNA在细胞核里,基因编辑的核心组件是gRNA-Cas9复合体。基因编辑的大体过程是这样的:Cas9蛋白上融合表达的核定位信号会引导Cas9蛋白进入细胞核,然后gRNA再引导Cas9蛋白锁定编辑位点,最后Cas9蛋白发挥核酸内切酶活性把基因组DNA切断。基因组DNA被切断后细胞会对断裂的基因组DNA进行修复,在修复的过程中会产生大量的错误修复,结果就是修复之后的基因组DNA会出现插入、缺失、重复等突变,这样基因组DNA就被编辑了。



基因编辑载体

所以,要想对成人体细胞基因组DNA进行编辑,gRNA-Cas9复合体至少要通过人类皮肤、体细胞膜、核膜三层障碍才能顺利进入细胞核。
要实现这样的目标,体外注射是很难实现的,因为gRNA-Cas9复合体的体积很大,不太容易通过细胞的细胞膜。一般对体外人工培养的细胞基因编辑时,会利用转染试剂将gRNA-Cas9复合体或U6-gRNA-CMV-Cas9载体转染到细胞里,但这个方法对人体细胞不适用。想对体细胞进行编辑的话就只能利用腺病毒携带U6-gRNA-CMV-Cas9 DNA片段进入人体细胞,但这个方法效率也不高,人体的免疫系统可不是吃素的。而且,直接对人体细胞进行编辑还很难避免脱靶现象。
所以,目前主流的对成人进行基因编辑的方法是编辑人的胚胎干细胞。大体流程是这样的:
一、大量体外培养病人的胚胎干细胞,然后后提取胚胎干细胞基因组进行二代测序分析找到致病突变。(必须是患者自己的胚胎干细胞,要不然会有免疫排斥。)
二、根据测序结果设计靶点,选择合适的编辑类型(knock out 、ABE 、CBE、BE、PE)构建基因编辑载体,载体上加一个EGFP荧光标签(绿色荧光蛋白)。
三、将基因编辑载体转入胚胎干细胞,筛选出能发绿色荧光的胚胎干细胞。
四、对能发绿色荧光的胚胎干细胞进行单细胞培养,等单个细胞长成细胞团后取一部分细胞提取基因组DNA并测序。挑选出编辑成功且没有脱靶现象的胚胎干细胞。
五、选择合适的编辑成功的胚胎干细胞进行大量培养,并逐步将胚胎干细胞注射进入患者体内。
六、诱导胚胎干细胞在特定组织、器官定植并分化成为功能细胞。(这一步很难实现,目前是研究的热点)
七、随着患者体内突变细胞被逐步被基因编辑过的正常细胞替换,患者遗传病有可能痊愈。



基因编辑将突变的g修复成正常的A

目前对人类胚胎(也就是人类小baby,不是胚胎干细胞啦,注意区分)的基因编辑是最容易实现的,在受精卵阶段把gRNA-Cas9复合体打到受精卵里,然后选取编辑成功的胚胎利用试管婴儿技术把胚胎接种到父母子宫就可以了。
总结:对成人进行基因编辑比较困难,而对胚胎进行基因编辑比较简单。所以,很多人对胚胎基因编辑跃跃欲试,即便冒着犯法的危险也在所不惜。
目前对人类胚胎进行编辑是违法的,以后不好说。但是对体外培养细胞、胚胎干细胞、植物、动物胚胎的基因编辑都是合法的禁止对人类胚胎进行基因编辑并不会阻碍基因编辑技术的发展。
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发表于 2024-10-25 12:41 | 显示全部楼层
适用于成人,但是伦理限制,不应应用于生殖细胞,若以生殖细胞作为基因治疗的靶细胞,那么基因治疗后的患者的后代就会带上基因治疗药物修饰的遗传信息,这个不符合目前的伦理要求,因为基因和基因之间关系的复杂性及基因与环境之间的复杂性,担心修饰后的遗传信息在人群中扩散,可能会对人种或人类社会产生不利影响,例如科学家确定了一个修饰某个或者某些基因会使人变得聪明,那么这对于那些没有进行基因修饰的人群而言是不公平的,例如科学家发现一个基因修饰后可以使得人的奔跑速度提升很多... ...,假如一个基因修饰后,当前看是优势,对个体有利,但是对于群体而言可能利大于弊。目前已上市的基因治疗药物或者在进行临床试验的基因治疗药物,都是针对体细胞的,不改变患者的生殖细胞,也就是目前的基因治疗并不改变患者生殖细胞遗传信息,所以当前的基因治疗不可遗传,目前政府不允许进行生殖细胞的基因治疗,目前各国政府和相关专业机构均持十分审慎和严格监管的态度,基于生殖细胞的基因编辑及其临床试验更是处于严禁状态。在基因编辑事件中,生殖细胞的基因编辑临床应用被现行法律法规所禁止,因而基因编辑婴儿行为具有明显的违法性与主观过错,构成医疗过失;而体细胞的基因编辑临床应用则需要结合当前基因编辑技术的风险,行为主体是否达到或履行了专业技术领域的医务人员通常应具备的医疗水平或注意义务,以及地域性、患者的合理期待、其他紧急情况等因素,进行个案判断。详见微信公众号“细胞与基因治疗领域”相关文章,再此,我列举两篇,如下,更多的相关内容可自行进入微信公众号“细胞与基因治疗领域”进行检索。

石佳友 刘忠炫:人体基因编辑的多维度治理 | 中国应用法学202101​mp.weixin.qq.com/s/cOLoSPdjdiZAnAFtf7cnHw​mp.weixin.qq.com/s/cOLoSPdjdiZAnAFtf7cnHw
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发表于 2024-10-25 12:42 | 显示全部楼层
目前,基因编辑体细胞用于疾病之间是允许的,已经有这方面的例子,今后的应用前景也非常大,相比于生殖细胞的编辑,体细胞基因编辑优势非常大。精准定位,仅改变指定类型体细胞的基因,不会影响其他细胞的正常功能。而且不会遗传,不会影响生育和后代的健康。
比如说,对于hiv,一个可能可行的治疗方案是,对患者的部分造血干细胞进行改造,敲出掉hiv识别位点,从而制造一批不会被hiv感染破坏的T细胞,执行对hiv的杀灭。去年那个对受精卵进行基因编辑的事件,纯粹是为了噱头而做的违法行为,没有必要,也没有意义,该影响了两个孩子一生的健康
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发表于 2024-10-25 12:43 | 显示全部楼层
简单回答,
理论上来说可以,比如通过基因编辑后的细胞(干细胞免疫细胞等)在种植回去治疗某种疾病等。其他方面的运用自行了解下。但一切都得在严格规范下和监督下进行,不然容易忽悠人。

贺就是个跳梁小丑。
简单说就是它做的对于艾滋病治疗不是必须的,而且基因编辑cas9技术还存在一些漏洞,将不是百分百安全的技术用于人的胚胎并产生一个生命是不负责任的。
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发表于 2024-10-25 12:44 | 显示全部楼层
能,基因治疗的原理就是修改体细胞的基因,比如通过抽取造血干细胞 改变基因再回输来治疗部分先天缺陷疾病。不过这里用的技术往往是更加简单粗暴的转基因手段,不是crispr。原因很简单,crispr容易脱靶容易失败。反而是另一个更古老也更麻烦的基因编辑技术,锌指核酸酶,2017就被应用于基因治疗了。
区别很明显。最大的在于传统基因治疗针对体细胞,就算失败了也不会影响体内其他细胞,更不会遗传,也有过失败致死的案例但以现在的技术,总体上比基因编辑稳妥很多。crispr这个技术本身最大的问题就是极易脱靶(就是很可能没有编辑你想要的那个基因)另外贺这个针对胚胎,改变的是全身细胞,是可遗传的,这就很可怕。
还有一个最大的区别:基因治疗是为了治病,贺的基因编辑是为了哗众取宠。
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