CRISPR是原核生物基因组内的一段重复序列，是生命进化历史上，细菌和病毒进行斗争产生的免疫武器，病毒能把自己的基因整合到细菌，细菌为了将病毒的外来入侵基因清除，进化出CRISPR-Cas9系统，利用这个系统，细菌可以把病毒基因从自己的基因组上切除，这是细菌抵抗病毒等外源遗传物质入侵的一种获得性免疫系统。
以这一自然过程为基础，科学家们开发了一种名为CRISPR-Cas9的基因编辑技术，它可以通过提供目标序列的RNA模板来切割特定的DNA序列。这样就可以在目标DNA序列中添加、删除或替换。
理论上CRISPR可以让我们随意编辑任何基因突变，以治愈任何具有基因起源的疾病。然而，在实践中，CRISPR仍处于治疗发展的初级阶段。
以下是目前利用CRISPR-Cas9可以解决的一些疾病列举。
中国已经率先开展了首例将CRISPR-Cas9用作癌症治疗的临床试验。其中一项研究是测试使用CRISPR修改从患者身上提取的免疫T细胞。用CRISPR-Cas9来移除一种名为PD-1的蛋白质的编码基因。这种在免疫细胞表面发现的蛋白质是一些癌症药物如检查点抑制剂的目标。一些肿瘤细胞能够与PD-1蛋白结合，从而阻止针对癌症的免疫反应。
该试验在华西医院的12例非小细胞肺癌患者中进行。发表于2020年4月的研究结果表明，这种方法是可行和安全的。
然而，后来的一篇文章指出，这项研究揭示了该技术的一些局限性，包括基因组编辑过程中的可变效率。一些专家建议，这种方法的长期安全性仍在审查中。建议其他人使用更精确的基因编辑方法，如碱基编辑。
在美国，宾夕法尼亚大学进行的第一阶段试验测试了类似方法的安全性。研究人员使用CRISPR移除三个帮助癌细胞躲避免疫系统的基因。然后他们添加了另一个基因来帮助免疫细胞识别肿瘤。结果显示，这种疗法对晚期癌症患者是安全的。
CRISPR Therapeutics公司目前正在进行一项全球I期试验，预计将招募130多名血癌患者来测试使用CRISPR技术制成的CAR-T细胞疗法。
血液疾病β-地中海贫血和镰状细胞病是CRISPR Therapeutics正在开发的CRISPR治疗的目标。该疗法从患者身上采集骨髓干细胞，并在体外使用CRISPR技术使它们产生血红蛋白。然后将修饰的细胞重新注入患者体内。
初步结果显示，五名地中海贫血患者在接受治疗后都没有需要输血，两名镰状细胞病患者到目前为止也没有出现由他们的病情引起的任何常见出血。
血友病是CRISPR技术可以解决的另一种血液疾病。CRISPR Therapeutics正在研究一种体内CRISPR疗法，将基因编辑工具直接输送到肝脏。2020年，Intellia Therapeutics和Regeneron Pharmaceuticals联手开发了基于基因组编辑的血友病治疗方法。
许多遗传性失明是由特定的基因突变引起的，这使得使用CRISPR-Cas9可以很容易地通过靶向和修改单个基因来治疗。
Editas Medicine公司正在研究一种针对利伯氏先天性黑内障的CRISPR疗法。利伯氏先天性黑内障是导致儿童遗传性失明的最常见原因，目前还没有治疗方法。该疗法旨在使用CRISPR，通过修复疾病背后最常见的基因突变，在儿童完全失明之前，恢复光敏细胞的功能。
2020年，该公司开始了第一/第二阶段的试验，预计将在2024年取得结果。这是首次测试活体CRISPR治疗的试验。在活体CRISPR治疗中，基因编辑直接在患者体内进行。
CRISPR有几种方法可以帮助我们抗击艾滋病。CRISPR可以通过几种方式帮助我们对抗艾滋病。一种是使用CRISPR切割HIV病毒插入免疫细胞DNA中的病毒DNA。这种方法可以用来攻击隐藏的、不活跃的病毒。
另一种方法是通过CRISPR使我们对艾滋病毒感染产生抵抗力。一种名为CCR5的基因突变，使得某些人天生就对艾滋病毒具有天然抵抗力。CCR5基因可以编码免疫细胞表面的一种蛋白质，艾滋病毒将该蛋白质作为感染细胞的切入点。这种突变改变了蛋白质的结构，使病毒不再能够与之结合。
中国的“基因编辑婴儿”事件就是利用的第二种方法，这项实验引起了科学界的愤怒，一些研究指出，“CRISPR婴儿”可能更容易英年早逝。科学界普遍的共识是在将这种方法用于人类之前，还需要进行更多的研究。
囊性纤维化是一种遗传性疾病，会导致严重的呼吸系统问题。虽然有治疗这些症状的方法，但患有这种疾病的人的预期寿命只有40年左右。CRISPR技术可以通过编辑导致囊性纤维化的突变来帮助我们找到问题的根源，这些突变位于一个叫做CFTR的基因中。
2020年，荷兰的研究人员在囊性纤维化患者的细胞中，利用碱基编辑技术修复了CFTR突变，而不会对其基因密码的其他部分造成损害。此外，Editas Medicine、CRISPR Therapeutics、Beam Therapeutics等公司计划利用CRISPR系统开发囊性纤维化的治疗方法。
然而，囊性纤维化可以由目标基因的多个不同突变引起，这意味着必须针对不同的遗传缺陷开发不同的治疗方法。Editas Medicine表示，它将研究最常见的突变，以及一些目前无法治疗的罕见突变。
杜兴氏肌营养不良症是由DMD基因突变引起的，该基因编码肌肉收缩所需的一种蛋白质。患有这种疾病的儿童会患上渐进性肌肉退化，现有的治疗仅限于部分患有这种疾病的患者。
对小鼠的研究表明，CRISPR技术可以用于修复导致这种疾病的多种基因突变。2018年，美国的一组研究人员使用CRISPR削减了12个“突变热点”，覆盖了导致这种肌肉疾病的估计3000种不同突变中的大多数。
Editas Medicine也在研究针对杜兴氏肌营养不良症的CRISPR疗法。该公司正在采用一种更广泛的方法，不是固定特定的突变，而是使用CRISPR基因编辑来移除突变蛋白的整个部分，使蛋白质变得更短，但仍具有功能。
亨廷顿舞蹈症是一种具有强烈遗传成分的神经退行性疾病。这种疾病是由亨廷顿基因内某个DNA序列的异常重复引起的。拷贝数越高，疾病就会越早出现。
CRISPR技术治疗亨廷顿舞蹈症可能很棘手，因为CRISPR在大脑中的任何脱靶效应都可能产生非常危险的后果。为了降低风险，科学家们正在寻找调整基因组编辑工具的方法，使其更安全。
2018年，费城儿童医院的研究人员发现了一种包含自毁按钮的CRISPR-Cas9；一组波兰研究人员选择将CRISPR-Cas9与一种称为nickase的酶配对，以使基因编辑更加精确。
面对Covid-19大流行，CRISPR迅速被用于快速筛查测试。从长远来看，基因编辑工具可能使我们能够抗击Covid-19和其他病毒感染。
斯坦福大学的科学家开发了一种方法，可以对基因编辑技术CRISPR/Cas13a编写程序，切割并摧毁Covid-19病毒的遗传物质，以阻止它感染肺细胞。事实证明，这种方法可以将人类细胞中的病毒载量降低90%，并对90%的现有和新出现的冠状病毒有效。
佐治亚理工学院的另一个研究小组使用了类似的方法，在病毒进入细胞之前将其摧毁。该方法在活体动物中进行了测试，改善了感染Covid-19的仓鼠的症状。这种疗法也对感染流感的老鼠有效，研究人员认为，它可能对99%的现有流感毒株有效。
由于CRISPR-Cas9是生物学界一个相对较新的发展，研究才刚刚开始，上面列举的应用领域只是CRISPR技术作为治疗方法的首次尝试。CRISPR技术转化为真正治疗方法的最大挑战之一是关于CRISPR治疗潜在风险的许多未知数。一些科学家担心可能的脱靶效应以及对基因编辑工具的免疫反应。但随着研究的进展，科学家们正在提出并测试各种方法来调整和改进CRISPR，以提高其功效和安全性。
人们对CRISPR-Cas9技术寄予厚望，希望它能很快提供一种靶向和摧毁癌症和艾滋病等复杂疾病的方法，甚至靶向与精神疾病相关的基因。相信CRISPR技术的应用才刚刚开始。
1.https://www.labiotech.eu/best-biotech/crispr-technology-cure-disease/
