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基因編輯有望徹底治愈惡性疾病
2016/1/20 8:59:22 來(lái)源:中國(guó)產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究網(wǎng) 【字體:大 中 小】【收藏本頁(yè)】【打印】【關(guān)閉】
核心提示: 為何2016年美股精準(zhǔn)醫(yī)療將向基因編輯看齊?為何國(guó)內(nèi)券商爭(zhēng)相發(fā)布相關(guān)研報(bào),引導(dǎo)國(guó)內(nèi)資本市場(chǎng)關(guān)注?這一系列的問(wèn)題,最終都可以用第三代基因編輯技術(shù)——CRISPR為何2016年美股精準(zhǔn)醫(yī)療將向基因編輯看齊?為何國(guó)內(nèi)券商爭(zhēng)相發(fā)布相關(guān)研報(bào),引導(dǎo)國(guó)內(nèi)資本市場(chǎng)關(guān)注?這一系列的問(wèn)題,最終都可以用第三代基因編輯技術(shù)——CRISPR/Cas9“造物主之手”的美譽(yù)來(lái)解釋。
首先,基因編輯技術(shù)與以往的任何醫(yī)療技術(shù)手段不同,是一種可以在基因組水平上對(duì)DNA序列進(jìn)行改造,從而改變遺傳性狀的操作技術(shù)。其應(yīng)用和普及使得基因水平的遺傳缺陷修復(fù),以及徹底治愈白血病、艾滋病等惡性疾病成為了可能。其次,因其相比前兩代基因編輯技術(shù),準(zhǔn)確度高、效率高、成本低,未來(lái)將成為全球基礎(chǔ)研究和臨床應(yīng)用的主流技術(shù)。
因此,發(fā)現(xiàn)時(shí)間短短不過(guò)幾年的CRISPR/Cas9卻在2012、2013年,兩度入選《科學(xué)》雜志十大科學(xué)發(fā)現(xiàn),并在去年隨著兩項(xiàng)重磅研究成果的公布,榮登《科學(xué)》雜志十大科學(xué)突破榜首。
改寫(xiě)生命源代碼
眾所周知,目前人類(lèi)許多疾病源于基因缺陷,且罕有甚至沒(méi)有相關(guān)藥物治療。最近多年,醫(yī)學(xué)界和資本界大熱的精準(zhǔn)治療就直接針對(duì)疾病的根源——異常基因本身,而第三代基因編輯技術(shù)CRISPR/ Cas9也是基因療法的一種。
想要理解CRISPR/Cas9,先得把它拆開(kāi)來(lái)看。CRISPR是一種廣泛存在于細(xì)菌中的DNA(脫氧核糖核酸)片段。據(jù)估計(jì),生物界一半以上的細(xì)菌都擁有這種基因片段。
CRISPR最初在細(xì)菌體內(nèi)發(fā)現(xiàn),細(xì)菌每次戰(zhàn)勝病毒后都會(huì)將入侵病毒的小部分DNA保留于自身的基因組中,累積的這些病毒區(qū)域就是CRISPR。病毒再次入侵時(shí),細(xì)胞便利用保留的這些CRISPR片段識(shí)別病毒基因,如果發(fā)現(xiàn)了匹配的DNA序列,就利用Cas9蛋白酶在精確的位點(diǎn)切割病毒基因,從而發(fā)揮免疫作用。
簡(jiǎn)單地說(shuō),實(shí)施CRISPR/Cas9技術(shù),需要三個(gè)部分:一段具有定位功能的向?qū)NA(核糖核酸)、具有切割缺陷基因功能的Cas9蛋白酶,以及在體外編輯好的用于替換缺陷基因的DNA序列。而該技術(shù)也需要三步驟:向?qū)NA識(shí)別細(xì)胞中的特定DNA,并用Cas9 蛋白酶剪短缺陷DNA,最后插入替換DNA。
借助CRISPR精確匹配的特性,研究人員將其開(kāi)發(fā)成實(shí)用的基因編輯工具。正如基因編輯技術(shù)字面?zhèn)鬟_(dá)的意思,從免疫細(xì)胞治療到遺傳缺陷修復(fù),基因編輯技術(shù)的應(yīng)用為徹底治愈腫瘤、先天性遺傳病及艾滋病等其他惡性疾病開(kāi)辟了全新的路徑。
盡管這種基因序列廣泛存在,但直到2007年,一家酸奶公司無(wú)意間才發(fā)現(xiàn)了細(xì)菌這種神奇有效的防御機(jī)制;直到2012年,科學(xué)家才正式將CRISPR/Cas9技術(shù)編撰出來(lái)。
國(guó)泰君安研報(bào)就指出,基因編輯技術(shù)在農(nóng)業(yè)種植業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)、醫(yī)學(xué)基因治療領(lǐng)域展現(xiàn)了巨大應(yīng)用前景,尤其借助CRISPR技術(shù),在傳染性疾病、遺傳病、罕見(jiàn)病、腫瘤以及器官移植等領(lǐng)域開(kāi)辟了全新的路徑,是精準(zhǔn)醫(yī)療方案不可或缺的組成部分。
基因編輯的臨床應(yīng)用分為體外編輯和體內(nèi)編輯,體外編輯主要用于對(duì)T細(xì)胞或干細(xì)胞進(jìn)行修改,用以腫瘤和血液系統(tǒng)疾病的治療;體內(nèi)編輯是將攜帶CRISPR/Cas9的病毒載體注射入體內(nèi),對(duì)體細(xì)胞直接編輯,以對(duì)抗艾滋病、乙肝等病毒性疾病,或修復(fù)一些無(wú)臨床有效治療手段的遺傳病。
值得注意的是,相比前兩代基因編輯技術(shù)——鋅指核酸酶(ZFN)與轉(zhuǎn)錄激活因子效應(yīng)物核酸酶(TALEN),CRISPR技術(shù)對(duì)特定DNA的定位更加精準(zhǔn),成本更加低廉,有助于基因療法走向大眾。
“例如,第一代技術(shù)鋅指核酸酶(ZFN),每進(jìn)行一次ZFN的基因編輯技術(shù),鋅指的采購(gòu)費(fèi)用就是5000美元,加上較低的定位精準(zhǔn)度,很容易造成成本浪費(fèi)。”猶他大學(xué)鋅指核酸酶領(lǐng)先研究專(zhuān)家達(dá)納·卡羅爾表示,與此不同的是,第三代的CRISPR/Cas9技術(shù),正在生物醫(yī)學(xué)研究領(lǐng)域引起一場(chǎng)巨變。進(jìn)行研究人員需要訂購(gòu)的只是用以定位特定DNA序列的RNA片段,其他成分都是現(xiàn)成的,全部花費(fèi)只有30美元。這使得該技術(shù)走向大眾化,這被達(dá)納·卡羅爾稱(chēng)為是基因靶向治療的普遍化時(shí)代。
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