新型武器：Crispr技術(shù)將成新冠病毒的“克星”

據(jù)國(guó)外媒體報(bào)道，美國(guó)斯坦福大學(xué)的科學(xué)家正在積極探索基因編輯技術(shù)能否用于對(duì)抗流行病，但到目前為止，他們僅解開(kāi)了謎團(tuán)的一小部分，該大學(xué)生物工程系進(jìn)行了一項(xiàng)試驗(yàn)，他們使用基因操控的Crispr技術(shù)對(duì)抗新型冠狀病毒。

Stanley Qi實(shí)驗(yàn)室掌握著干擾癌細(xì)胞和治療疾病的Crispr核心技術(shù)，采用“PAC-MAN（人類細(xì)胞預(yù)防性抗病毒Crispr技術(shù)）”，通過(guò)“導(dǎo)向Crispr魚(yú)雷”對(duì)病毒細(xì)胞進(jìn)行攻擊，該方法能破壞病毒基因構(gòu)成，穿透人類細(xì)胞，之后利用細(xì)胞機(jī)制進(jìn)行自我復(fù)制。

在這項(xiàng)特殊實(shí)驗(yàn)中，該實(shí)驗(yàn)室的Crispr技術(shù)系統(tǒng)用于搜尋和摧毀新冠病毒，并將其放入含有該病毒惰性合成片段的溶液中，像所有Crispr技術(shù)系統(tǒng)一樣，該系統(tǒng)包含兩部分：一種酶和“導(dǎo)向RNA”。RNA引導(dǎo)一種叫做“Cas-13d”的酶物質(zhì)附在新冠病毒基因組的特定點(diǎn)位上，之后進(jìn)行一系列切割。人們可以將Crispr想象成一把剪刀，然后僅切除新冠病毒。

結(jié)果顯示，以新冠病毒為靶向的Crispr療法可減少溶液90%病毒數(shù)量，研究人員認(rèn)為如果該方案能有效實(shí)施，該殺菌率足以阻止人體感染新冠病毒。

以上研究報(bào)告表明，當(dāng)前我們可能正在進(jìn)入一個(gè)基于Crispr技術(shù)的“新型武器”時(shí)代，用于對(duì)抗流感、冠狀病毒等致命病毒，PAC-MAN技術(shù)可能是一種快速實(shí)施的泛冠狀病毒策略，以應(yīng)對(duì)新出現(xiàn)的大流行毒株。

客觀地講，斯坦福大學(xué)研究小組的最新研究報(bào)告是一份藍(lán)圖，或者是概念證明，而未進(jìn)行動(dòng)物或者人類身體的臨床實(shí)際藥物治療，該項(xiàng)目還有一些重要的未知因素，包括他們未對(duì)實(shí)際的新冠病毒患者進(jìn)行PAC-MAN測(cè)試。他們還沒(méi)有開(kāi)發(fā)出一套植入人體細(xì)胞的系統(tǒng)，即使該方法有效，到最終實(shí)現(xiàn)臨床測(cè)試仍有很長(zhǎng)的路要走，坦率地講，該方法在未來(lái)4-6個(gè)月內(nèi)進(jìn)行人體試驗(yàn)的可能性為零。這相當(dāng)于如果我們?cè)噲D抵達(dá)月球并安全返回，需要事先建造一個(gè)太空火箭，并能達(dá)到逃逸速度。

美國(guó)芝加哥大學(xué)社會(huì)倫理高級(jí)顧問(wèn)勞里·佐洛思說(shuō)：“在人類發(fā)展歷史上，每個(gè)重大科研突破都是超越當(dāng)時(shí)的科學(xué)技術(shù)，例如：13世紀(jì)研制的隔離檢疫技術(shù)、17世紀(jì)醫(yī)學(xué)創(chuàng)新、18世紀(jì)接種疫苗技術(shù)。Crispr是一種嶄新的技術(shù)，還沒(méi)有在人類疾病中獲得證實(shí)，但它應(yīng)該能發(fā)揮作用，這是合乎邏輯的。”

Crispr技術(shù)的基因編輯能力將越來(lái)越多地用于治療疾病，最初僅是針對(duì)基因疾病，但近年來(lái)，它已用于治療傳染疾病，包括當(dāng)前肆虐全球的新型冠狀病毒。真實(shí)預(yù)防或者治療新冠病毒的Crispr技術(shù)方案也應(yīng)用于治療流感和其他傳染性病毒的項(xiàng)目中，2018年，美國(guó)國(guó)防部高級(jí)研究署開(kāi)始一項(xiàng)為期4年的“預(yù)備方案”，依據(jù)提議方案內(nèi)容，使用基因方法產(chǎn)生新的醫(yī)療對(duì)策，用于治療人類患者。據(jù)悉，Stanley Qi實(shí)驗(yàn)室是從事Crispr方案設(shè)計(jì)的研究團(tuán)體之一，2019年4月，他們開(kāi)始研究一種基于Crispr技術(shù)的流感治療方法，隨著今年初新冠病毒爆發(fā)，該實(shí)驗(yàn)室研究人員注意到這一點(diǎn)，并在1月下旬將研究重點(diǎn)轉(zhuǎn)向改變?nèi)藗兩罘绞降牟《尽?/p>

應(yīng)對(duì)這種特殊病毒存在巨大的挑戰(zhàn)，新冠病毒有3萬(wàn)個(gè)核苷酸，而Crispr技術(shù)引導(dǎo)RNA只能針對(duì)22個(gè)核苷酸的區(qū)域進(jìn)行切割，為了定位最佳攻擊位置，需要進(jìn)行大量的生物信息學(xué)計(jì)算和試驗(yàn)。

研究人員稱，這種治療方案自身就是一種雙重基因攻擊，會(huì)直接影響靶向病毒。第一種影響效應(yīng)是降低人體細(xì)胞內(nèi)病毒基因組濃度，第二種影響是能阻止病毒蛋白產(chǎn)生，從而阻止病毒自身復(fù)制，并摧毀人體防御系統(tǒng)。

迄今為止，存在的最大問(wèn)題是研究人員在試驗(yàn)中并未真實(shí)使用新型冠狀病毒，因?yàn)樗麄儫o(wú)法獲得該病毒樣本，也沒(méi)有獲得政府授權(quán)。Stanley Qi實(shí)驗(yàn)室制造了一種合成、非復(fù)制病毒，其具有新冠病毒的基因表達(dá)特征，用于替代真實(shí)的新冠病毒。

斯坦福大學(xué)研究小組認(rèn)為，即使未對(duì)真實(shí)新冠病毒進(jìn)行試驗(yàn)，他們的研究結(jié)果也非常重要，試驗(yàn)結(jié)果顯示，我們可以針對(duì)病毒某些區(qū)域進(jìn)行干預(yù)，這不會(huì)僅停留在概念階段，最終將快速形成一個(gè)治療方案。

但是其他研究人員稱，為了證明人類能夠消滅新冠病毒，就必須使用真實(shí)的病毒樣本進(jìn)行試驗(yàn)。另一個(gè)問(wèn)題是：當(dāng)前還沒(méi)有基于Crispr的病毒傳遞系統(tǒng)，Crispr醫(yī)學(xué)方案中一個(gè)持續(xù)存在的問(wèn)題是如何將醫(yī)學(xué)治療應(yīng)用于適當(dāng)?shù)募?xì)胞上，肺部是新冠病毒的攻擊目標(biāo)，肺是一個(gè)特別棘手的戰(zhàn)場(chǎng)——藥物相對(duì)難以進(jìn)入，里面充滿粘液，可能會(huì)干擾靶向治療。

研究人員稱，雖然有許多潛在的治療選擇，但迄今還未找到采用PAC-MAN技術(shù)導(dǎo)致RNA至病毒上，或許已有人找到解決這個(gè)問(wèn)題的方法，他們可能有高效的藥物送遞方式。

圣安杰洛教授帶領(lǐng)一支佐治亞理工大學(xué)研究小組與多所大學(xué)建立合作關(guān)系，他們認(rèn)為可以采用一種噴霧器療法，它是一種霧化吸入裝置，患者可以基于Crispr技術(shù)進(jìn)行呼吸。目前，他們正在對(duì)老鼠進(jìn)行噴霧器/ Crispr組合療法測(cè)試。

最終，該研究報(bào)告指出，使用Crispr技術(shù)作為一種“預(yù)防性策略”，用于治療新冠病毒，這意味著該療法可使未感染人群遠(yuǎn)離病毒，但是Crispr是較新的醫(yī)學(xué)技術(shù)，美國(guó)僅有3例美國(guó)藥物管理局（FDA）批準(zhǔn)的Crispr人體試驗(yàn)。雖然未發(fā)現(xiàn)該療法對(duì)患者造成健康損害，但是研究人員非常謹(jǐn)慎，早期試驗(yàn)將轉(zhuǎn)基因細(xì)胞引入人體的試驗(yàn)導(dǎo)致了惡性炎癥，在某些情況下，甚至?xí)?dǎo)致患者死亡。這是亟需解決的問(wèn)題之一，如果你的免疫系統(tǒng)不接受這種蛋白質(zhì)，那么或許會(huì)將其作為一種治療手段，更好地平衡風(fēng)險(xiǎn)和回報(bào)。

最終就像任何新的治療方法一樣，針對(duì)病毒感染的Crispr預(yù)防療法仍需在動(dòng)物和人類身體上進(jìn)行測(cè)試，然后再通過(guò)FDA嚴(yán)格的審查程序。

盡管如此，這篇論文或許有一天會(huì)被視為一個(gè)里程碑事件，基于Crispr的技術(shù)系統(tǒng)的最終希望是一旦確定了一種新病毒基因目標(biāo)，改變之前的治療方法是一種更簡(jiǎn)單的過(guò)程，并且能夠很快實(shí)現(xiàn)，也許未來(lái)我們的系統(tǒng)將完全不知道要應(yīng)對(duì)哪種病毒，你所要做的就是改變一個(gè)簡(jiǎn)單的部分，然后就能真實(shí)抵御這種新病毒，但目前仍需FDA批準(zhǔn)該療法的任何新用途。這項(xiàng)最新研究暗示，也許下一次病毒大流行事件到來(lái)的時(shí)候，我們將擁有比當(dāng)前疫苗和藥物更多的武器來(lái)對(duì)付它。（葉傾城）