版權(quán)歸原作者所有,如有侵權(quán),請聯(lián)系我們

新型武器:Crispr技術(shù)將成新冠病毒的“克星”

科學辟謠
科學·解讀;熱點·解析;流言·解釋。
收藏

據(jù)國外媒體報道,美國斯坦福大學的科學家正在積極探索基因編輯技術(shù)能否用于對抗流行病,但到目前為止,他們僅解開了謎團的一小部分,該大學生物工程系進行了一項試驗,他們使用基因操控的Crispr技術(shù)對抗新型冠狀病毒。

Stanley Qi實驗室掌握著干擾癌細胞和治療疾病的Crispr核心技術(shù),采用“PAC-MAN(人類細胞預防性抗病毒Crispr技術(shù))”,通過“導向Crispr魚雷”對病毒細胞進行攻擊,該方法能破壞病毒基因構(gòu)成,穿透人類細胞,之后利用細胞機制進行自我復制。

在這項特殊實驗中,該實驗室的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“導向RNA”。RNA引導一種叫做“Cas-13d”的酶物質(zhì)附在新冠病毒基因組的特定點位上,之后進行一系列切割。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,研究人員認為如果該方案能有效實施,該殺菌率足以阻止人體感染新冠病毒。

以上研究報告表明,當前我們可能正在進入一個基于Crispr技術(shù)的“新型武器”時代,用于對抗流感、冠狀病毒等致命病毒,PAC-MAN技術(shù)可能是一種快速實施的泛冠狀病毒策略,以應對新出現(xiàn)的大流行毒株。

客觀地講,斯坦福大學研究小組的最新研究報告是一份藍圖,或者是概念證明,而未進行動物或者人類身體的臨床實際藥物治療,該項目還有一些重要的未知因素,包括他們未對實際的新冠病毒患者進行PAC-MAN測試。他們還沒有開發(fā)出一套植入人體細胞的系統(tǒng),即使該方法有效,到最終實現(xiàn)臨床測試仍有很長的路要走,坦率地講,該方法在未來4-6個月內(nèi)進行人體試驗的可能性為零。這相當于如果我們試圖抵達月球并安全返回,需要事先建造一個太空火箭,并能達到逃逸速度。

美國芝加哥大學社會倫理高級顧問勞里·佐洛思說:“在人類發(fā)展歷史上,每個重大科研突破都是超越當時的科學技術(shù),例如:13世紀研制的隔離檢疫技術(shù)、17世紀醫(yī)學創(chuàng)新、18世紀接種疫苗技術(shù)。Crispr是一種嶄新的技術(shù),還沒有在人類疾病中獲得證實,但它應該能發(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越多地用于治療疾病,最初僅是針對基因疾病,但近年來,它已用于治療傳染疾病,包括當前肆虐全球的新型冠狀病毒。真實預防或者治療新冠病毒的Crispr技術(shù)方案也應用于治療流感和其他傳染性病毒的項目中,2018年,美國國防部高級研究署開始一項為期4年的“預備方案”,依據(jù)提議方案內(nèi)容,使用基因方法產(chǎn)生新的醫(yī)療對策,用于治療人類患者。據(jù)悉,Stanley Qi實驗室是從事Crispr方案設計的研究團體之一,2019年4月,他們開始研究一種基于Crispr技術(shù)的流感治療方法,隨著今年初新冠病毒爆發(fā),該實驗室研究人員注意到這一點,并在1月下旬將研究重點轉(zhuǎn)向改變?nèi)藗兩罘绞降牟《尽?/p>

應對這種特殊病毒存在巨大的挑戰(zhàn),新冠病毒有3萬個核苷酸,而Crispr技術(shù)引導RNA只能針對22個核苷酸的區(qū)域進行切割,為了定位最佳攻擊位置,需要進行大量的生物信息學計算和試驗。

研究人員稱,這種治療方案自身就是一種雙重基因攻擊,會直接影響靶向病毒。第一種影響效應是降低人體細胞內(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制,并摧毀人體防御系統(tǒng)。

迄今為止,存在的最大問題是研究人員在試驗中并未真實使用新型冠狀病毒,因為他們無法獲得該病毒樣本,也沒有獲得政府授權(quán)。Stanley Qi實驗室制造了一種合成、非復制病毒,其具有新冠病毒的基因表達特征,用于替代真實的新冠病毒。

斯坦福大學研究小組認為,即使未對真實新冠病毒進行試驗,他們的研究結(jié)果也非常重要,試驗結(jié)果顯示,我們可以針對病毒某些區(qū)域進行干預,這不會僅停留在概念階段,最終將快速形成一個治療方案。

但是其他研究人員稱,為了證明人類能夠消滅新冠病毒,就必須使用真實的病毒樣本進行試驗。另一個問題是:當前還沒有基于Crispr的病毒傳遞系統(tǒng),Crispr醫(yī)學方案中一個持續(xù)存在的問題是如何將醫(yī)學治療應用于適當?shù)募毎?,肺部是新冠病毒的攻擊目標,肺是一個特別棘手的戰(zhàn)場——藥物相對難以進入,里面充滿粘液,可能會干擾靶向治療。

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)導致RNA至病毒上,或許已有人找到解決這個問題的方法,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研究小組與多所大學建立合作關(guān)系,他們認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)進行呼吸。目前,他們正在對老鼠進行噴霧器/ Crispr組合療法測試。

最終,該研究報告指出,使用Crispr技術(shù)作為一種“預防性策略”,用于治療新冠病毒,這意味著該療法可使未感染人群遠離病毒,但是Crispr是較新的醫(yī)學技術(shù),美國僅有3例美國藥物管理局(FDA)批準的Crispr人體試驗。雖然未發(fā)現(xiàn)該療法對患者造成健康損害,但是研究人員非常謹慎,早期試驗將轉(zhuǎn)基因細胞引入人體的試驗導致了惡性炎癥,在某些情況下,甚至會導致患者死亡。這是亟需解決的問題之一,如果你的免疫系統(tǒng)不接受這種蛋白質(zhì),那么或許會將其作為一種治療手段,更好地平衡風險和回報。

最終就像任何新的治療方法一樣,針對病毒感染的Crispr預防療法仍需在動物和人類身體上進行測試,然后再通過FDA嚴格的審查程序。

盡管如此,這篇論文或許有一天會被視為一個里程碑事件,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,改變之前的治療方法是一種更簡單的過程,并且能夠很快實現(xiàn),也許未來我們的系統(tǒng)將完全不知道要應對哪種病毒,你所要做的就是改變一個簡單的部分,然后就能真實抵御這種新病毒,但目前仍需FDA批準該療法的任何新用途。這項最新研究暗示,也許下一次病毒大流行事件到來的時候,我們將擁有比當前疫苗和藥物更多的武器來對付它。(葉傾城)

內(nèi)容資源由項目單位提供