基因组编辑必需由临床试验确认其实用性及安全性

可确定的是基因组编辑技术在医疗领域将能有重大贡献。而基因组编辑是否适用于药品及医疗,则必需由临床试验确认其实用性及安全性,但预期现在起5 年内以癌、AIDS、疑难杂症为目标的疾病治疗将被实用化。应用自体细胞及组织,让受伤、生病、老化等受损的部位再生为目标的「自体再生医疗」是最极致的「自体的活用」。在日本己认可三项由自体细胞制成的再生医疗产品。

可能会有根绝物种或影响生物多样性的危险性

还有应用基因组编辑,反复的让基因改组的生物交配,在数代间将改变的基因扩散到全体生物的方法也已在实行。采用称为「基因驱动」 (GeneOrive) 的方法,则可以在环境中只消除有害的昆虫或植物。实际上也己制造出无法以虐原虫(Plasmodium) 为媒介基因改组的蚊子。只是此状况,如这样的技术能简单的被利用,则可能会有根绝物种或影响生物多样性(Biodiversity) 的危险性,因此必需充分的探讨可能对环境的影响。

以生殖细胞为目标的基因组编辑

实际上2015 年4月中国的中山大学的研究团队即发表了对人的受精卵进行基因组编辑。当然这也被全球的研究人员批评有伦理性的问题。但如着眼在新治疗法的开发、及医疗的发展,则即使是以受精卵为目标的基因组编辑,只要限于基础研究今后或许会被容许。2015年12月举辨的有关基因组编辑的国际首脑会议(Group of Eight : G8) 即共同发表声明以生殖细胞为目标的基因组编辑除了临床应用之外,在基础研究与非临床研究方面也应在特定的条件下推动。

无法取出到体外的细胞也能进行基因改组的优点

后项相较于从患者取出细胞到体外再进行基因组编辑,实行上较简单,具有无法取出到体外的细胞也能进行基因改组的优点。如此即能治疗更多类型的疾病、及能降低治疗费用。另方面此技术也含有伦理性的问题,因为在受精后的胚胎( Embryo)阶段,技术上也能进行基因组编辑。这对自己或配偶有遗传性疾病有遗传给小孩危险性无法生小孩的人可能是好消息,但另方面或许会造成设计婴儿(Designer Baby) 的诞生。

在体内进行基因组编辑的方法也有研究人员研讨

基因组编辑应用在医疗上,除了AIDS 的医疗之外,也在进行白血病、锈刀型红血球疾病(Sickle -Ce ll Disease : SCD) 、及x性联严重复合免疫缺乏症(X-Linked Severe Combined Immunodeficiency) 等的临床研发。许多的方法都是从患者自体、或捐赠的健康的器官取得的细胞,在体内进行基因组编辑之后再殖回体内。但对患者殖入人工酶与治疗用的基因,并在体内进行基因组编辑的方法也有研究人员研讨。

基因组编辑技术应用在医疗上已进入临床开发阶段

基因组编辑技术中最容易处理、及效率高等最受关注的则是之前解说过的CRISPR/ Cas9。这是之前提及的获得生命科学突破奖的二位女性研究者着眼于日本石野良纯教授发现的细菌拥有的免疫系统序列,经改良应用在基因组编辑,而研发出CRISPR/ Cas9 技术。此基因组编辑技术应用在医疗上,已进入临床开发阶段。美国的生技新兴企业Sangamo Bio Sciences 公司正应用基因组编辑研发ATDS (艾滋病)治疗法。该公司临床试验已进入第二期,己能改善多数患者的症状、或让患者停止服药。

基因剔除鼠的培育时间缩短到只需1~2个月

例如要停止某基因的功能(基因剔除)时,只要切断其核酸序列合成人工间( Artificial Enzyme )与核酸再殖入到细胞即可。从外部与人工梅等同时的将不同的基因殖入到细胞,则在被切断的DNA修护时,也能将目标基因插入(Knockin) 倒DNA。由于基因组编辑技术的研发成功,基因剔除鼠的培育时间缩短到只需1~2个月,费用也降低到只需几十万日元。还有也能同时的剔除或插入几个基因。

同源重组在切断的位置插入目标的基因则要靠运气

还有也有采用称为同源重组(Homologous Recombination )的方法,但要在切断的位置插入目标的基因则要靠运气,且偶然引起的改组要在之后找出也是卖力的工作,效率也低。因此例如要培育停止一项基因功能的基因剔除鼠( Knockout Mouse )实验动物,需要花费1~’2年时间、约300万~500万日元。相对于此的I 2000年后期发展出基因组编辑。此技术除了能辨识DNA的十多个碱基序列切断链结之外,由于能自由的设计辨识的序列,因此能极精细的锁定DNA 内的目标基因切断及重组等。

迎合「自体活用」医疗风潮的技术之一

CRISPR/Cas9是能简便、快速、高效率将特定的基因插入到基因组目标位置、及让特定的基因停止作用的操作技术。由于开发出基因组编辑技术,能取出自体的细胞,只改变特定的基因再殖回体内的基因疗法己能更简便且确实的实行。基于将自体的基因部分改组治疗与预防疾病的理念,这也是迎合「自体活用」医疗风潮的技术之一。古典遗传学基因的改组,是采用辨识DNA碱基序列的几个特定碱基(Base) 并切断链结的限制酹( Restriction Enzyme),此方法除了目标部分之外,偶尔也会将相同DNA序列的部分切断。

生命科学领域-基因组编辑

生命科学(Life Science) 领域,现今最受关注的科技是「CRISPR/ Cas9」(Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats/Crisprcas9) (规律成簇间隔短回文重复序列)。例如此技术2015年12月被美国的科学期刊Science选为2015 年最具发展性的研究奖(Breakthrough of the Year 2015) 。还有美国Facebook的创立者马克祖克柏( Mark Zuckerberg )执行长(CEO)设立的突破奖生命科学领域(Breakthough Prize in Life Sciences) , 2015年的得奖者是美国加州大学柏克莱分校(University ofCalifornia,Berkeley)的珍妮佛杜德纳(Jennifer Doudna)、及瑞典优密欧大学(Umea Uuiversity) 的艾曼纽卡彭特( Emmanuelle Charpentier )获得。二位则都是研究CRISPRJCas9的女性研究者。