基因治疗是解决遗传病的最理想策略，也是医学领域长期努力的目标，但一直没有取得非常好的成功，最近这一领域发展越来越迅速，一些疗法也逐渐进入临床应用。最近基于CRISPR-Cas9基因组编辑系统的疗法可能成为首个获得美国食品和药物管理局（FDA）批准的同类疗法。但这种旨在缓解一种痛苦血液状况的治疗必须首先面对FDA及其顾问的严格审查。但这种关闭某一基因的治疗方法，是否会带来错误关闭其他类似基因，是否会增加患者发生癌症的风险等也引起人们的担心。

Is CRISPR safe? Genome editing gets its first FDA scrutiny (nature.com)

10月31日，FDA的外部顾问将开会讨论一种用于镰状细胞病的DNA改变疗法。镰状细胞病是一种遗传疾病，可能导致血细胞畸形并有时引发严重的疼痛。顾问们的讨论很可能集中在治疗开发者波士顿Vertex Pharmaceuticals和瑞士楚格CRISPR Therapeutics提交的安全数据上。

“关键是安全，”加州大学旧金山分校的儿科医生马克·沃尔特斯说，他曾在两个公司关于该疗法临床开发的指导委员会任职，该疗法名为exagamglogene autotemcel（exa-cel）。“这个问题可能会真正影响决策，而安全信息仍然相当有限。”

《自然》杂志探讨了已知和未知的exa-cel和其他紧随其后的实验性基因组编辑疗法的安全性。

这种疗法exa-cel如何工作？

镰状细胞病是由异常形式的血红蛋白引起的，血红蛋白是红细胞中运输氧气的蛋白质。这种异常血红蛋白使血细胞畸形且粘稠，导致它们聚集在一起，有时会阻塞血管。阻塞的血管剥夺组织氧气，可能导致长期损害和被称为血管闭塞性危机的剧烈疼痛发作。

exa-cel旨在通过激活另一种通常只在发育中的胎儿体内产生的血红蛋白来阻止这些情况。这种胎儿血红蛋白的生产通常在出生后不久就被一种名为BCL11A的基因关闭。exa-cel禁用BCL11A，使胎儿血红蛋白的生产得以恢复。这提供了一些未畸形的血红蛋白，并减弱了异常形式的影响。

Vertex和CRISPR Therapeutics报告称，在接受治疗9个月后，他们临床试验中的40名参与者中有39人没有发生一次血管闭塞性危机。在接受治疗之前，他们平均每年发生约四次。

为了应用exa-cel，临床医生首先从患有镰状细胞病的人体内收集产生血液的干细胞。然后使用基因组编辑器处理这些细胞，该编辑器包括切割DNA的Cas9酶和一个引导酶到BCL11A基因内目标DNA片段的分子。（这种技术本质上也包括一种自体干细胞移植技术。）

一旦到达该区域，Cas9酶就会切割DNA的两条链。细胞的自然DNA修复机制然后将链重新缝合在一起。但这些机制容易出错，这意味着它们经常在DNA序列中引入错误。这些错误可以禁用BCL11A并释放对胎儿血红蛋白生产的制动。（利用引入错误序列关闭目标基因的策略，因此这是一种关闭干细胞内某一基因的治疗策略）

编辑失误什么意思

但Cas9有时会在基因组中其他与目标相似的区域切割DNA。细胞对这些“脱靶”DNA的修复可能会引入不必要的突变。宾夕法尼亚州匹兹堡大学医学院的合成生物学家Samira Kiani表示，这种情况对于CRISPR-Cas9疗法来说非常重要，因为即使在风险很小的情况下，关键基因中的突变也可能导致癌症或其他疾病。

10月27日发布的简报文件表明，FDA检查员已经关注到这种可能性，并且它被计划成为顾问们下周讨论exa-cel的风险和益处时的一个关键讨论点。

特别是，FDA指出Vertex和CRISPR Therapeutics用来确定exa-cel引起脱靶变化风险的测试中的两个潜在缺陷。在一个测试中，研究人员搜索了一个基因组数据库以找到与exa-cel的CRISPR-Cas9目标位点相似并因此可能被Cas9酶误切的区域。然后科学家们评估了在这些位点发生变化的风险。大多数的位点没有引起关注，沃尔特斯说。但是镰状细胞病主要影响非洲裔人群，FDA检查员担心这些人群中的遗传多样性没有被公司搜索到的基因组捕获。这意味着在这些人群中可能存在被Cas9靶向但被分析所遗漏的基因序列。

而且exa-cel只在40个人身上进行了测试——太少了，无法评估脱靶变化的风险，田纳西州孟菲斯圣犹大儿童研究医院的骨髓移植专家Akshay Sharma说。“我们将要处理更多我们在这个试验中没有考虑到的遗传多样性，”Sharma说。

FDA的检查员还担心公司在活细胞中进行的针对脱靶效应的检测没有从患有镰状细胞病的人中采样足够多的细胞。

诱发癌症的问题

对于沃尔特斯来说，比脱靶编辑更大的问题是：在一项针对镰状细胞病的另一种基因改变疗法的临床试验中，两名参与者后来患上了血癌。在马萨诸塞州剑桥市蓝鸟生物公司进行的这项试验中，一种病毒将非镰状血红蛋白的副本运送到造血干细胞中。

随后的调查表明，这些癌症并非由病毒引起的。这引发了人们对于接受其他类似exa-cel疗法（涉及修改患有镰状细胞病者的造血干细胞并重新注入）的患者可能会出现类似病例的猜测。

一些研究表明，患有镰状细胞病的人可能更容易患上恶性血液癌症。如果治疗过程中移除、改变并重新注入的是潜在的癌细胞，那么这种治疗可能会在某种程度上促进它们的生长，使它们占据主导地位并变得具有癌变能力。“这是我们必须要解决的一个主要、长期的可能并发症，”沃尔特斯说。（助纣为虐？）

Vertex和CRISPR Therapeutics已经提出在治疗后对参与者进行15年的随访，以寻找其治疗的长期影响。与此同时，医生向患者告知风险是很重要的，加利福尼亚州圣马科斯的倡导组织“镰状细胞战士”的创始人Tosin Ola表示。“我知道这些事情是因为我是一名护士并且从事倡导工作，”她说。“但是对于一个担心自己孩子患有镰状细胞的母亲来说，她不会知道这些。她只会签字同意。”

Sharma对这些担忧表示赞同，但与Olma一样，他承认尽管存在未知因素，类似exa-cel的治疗方法的开发应该继续进行。“现在有一些病人仍然在受苦，他们需要某种形式的治疗，”Sharma说。“我们必须为他们找到一些东西。”