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今天下午，诺贝尔基金会宣布，最近几年火热的CRISPR基因编辑系统斩获本年度的诺贝尔化学奖，做出卓越贡献的Emmanuelle Charpentier教授和Jennifer Doudna教授分享这一殊荣。
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* e( v5 H; C& f图1. 2020年诺贝尔化学奖得主: z5 \. ~. n( j
) w1 O3 m) D7 V% A0 q+ h图片来源：参考资料1! P }' ^" e- y9 C# S4 v
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上图为获得2020年诺贝尔化学奖的两名科学家，CRISPR技术自问世以来，就一直被诺奖候选的光环所围绕。华裔科学家张锋是将CRISPR技术付诸应用的第一人。为了CRISPR的专利归属权，Doudna和Charpentier曾与华裔科学家张锋对簿公堂，本次张锋却与诺奖失之交臂，令人唏嘘。
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) X$ N7 S8 ]4 t0 ^' a) N- q什么是基因编辑' X; }- F3 B4 B
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基因编辑是最近的一项重大发现，通过一套CRISPR-Cas9系统，科学家可以对基因上的序列信息进行编辑。比如说，某个疾病是由于一个基因突变导致的，那么我们可以通过一定方式将这个基因错误的序列给改过来。除去直接修改基因序列，我们还可以将某个基因精准地敲除掉，或者添加序列以改变基因的功能。% `2 M) i( X2 B" p6 |! L8 h+ _
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) H$ c8 p4 x3 q6 P8 X5 z目前基因编辑技术已经进步到“单碱基”基因编辑，这已经是非常精确了，可以大大地降低基因编辑的脱靶效应，避免编辑的时候修改了不应该修改的基因。1 K5 p+ |' p+ N4 F& i6 \) G
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任何新的技术突破，都会首先被应用到肿瘤的治疗方面，毕竟肿瘤是一个大病，而且全球有近千万患者等着更新的治疗措施。01; ]2 U" u" d: O, f; l9 O
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/ Q3 j J: E+ H2 W8 }. U+ S基因编辑是最近的一项重大发现，通过一套CRISPR-Cas9系统，科学家可以对基因上的序列信息进行编辑。比如说，某个疾病是由于一个基因突变导致的，那么我们可以通过一定方式将这个基因错误的序列给改过来。除去直接修改基因序列，我们还可以将某个基因精准地敲除掉，或者添加序列以改变基因的功能。$ f) o" C* [8 a; ?( t
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目前基因编辑技术已经进步到“单碱基”基因编辑，这已经是非常精确了，可以大大地降低基因编辑的脱靶效应，避免编辑的时候修改了不应该修改的基因。
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任何新的技术突破，都会首先被应用到肿瘤的治疗方面，毕竟肿瘤是一个大病，而且全球有近千万患者等着更新的治疗措施。
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4 j4 {& ?. V# |6 m图2. 基因编辑应用在肿瘤研究的报道越来越多
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图片来源：参考文献42 [& \. ?( \' Y& O
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如上图，基因编辑应用在肿瘤诊断和治疗应用的研究论文越来越多，在多种肿瘤都有相关的研究报道。
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基因编辑在肿瘤治疗中的应用
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. g! P* S. _7 \$ D ]# M* k' h基因编辑技术诞生以来，很多肿瘤学家开始思考将这个技术应用于新药开发，或者具体的治疗过程。
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图3. CRISPR-Cas9在癌症治疗中的应用潜力+ s# ?$ i; {2 J$ W z6 i$ c) S9 L
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图片来源：参考文献5
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. {7 F& w4 O/ X4 ?6 z: _如上图所示，基因编辑技术应用在肿瘤治疗的潜力非常巨大，比如可以进行癌细胞基因组的编辑，以发现哪些基因对肿瘤的发展或转移比较重要。此外还可以用来对付引发癌症的病毒感染，各种肿瘤模型的构建。当然最重要的是可以进行新抗癌药物的研发。此外对于现有的肿瘤治疗措施，也可以通过基因编辑来增强和改进。2 N: g2 `# v D5 y; T
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图4. 基因编辑技术可以用来鉴定影响肿瘤进展和转移的基因/ t# [* N* A, D. N
5 @5 t$ z5 N# R# J图片来源：参考文献27 y( c& R2 g3 O4 C' a; g3 a: m
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( r* x, n \+ P8 ^% P如上图所示，每一种癌症的基因突变是不同的，那么参与肿瘤发展和转移的基因也不一样。为此我们可以通过基因编辑的技术来筛选那些基因是关键的，如果通过实验确定了关键的基因，那么就可以针对这些基因研发药物以治疗肿瘤。; ` f* _, |4 v3 r: x9 W3 ?
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" e% l; W* d! w& b对于目前大火的PD-1治疗，基因编辑技术也可以大显身手。大家了解免疫细胞表达PD-1蛋白，而肿瘤细胞表达PD-L1蛋白，当免疫T细胞识别出了肿瘤细胞准备攻击时，PD-1和PD-L1两个蛋白相互识别阻止了免疫T细胞的攻击，所以使用药物来阻断这两种蛋白的结合。实际上我们也可以通过基因编辑的技术来促使免疫细胞攻击肿瘤。
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图5. CRISPR / Cas9作为治疗癌症的工具. w/ E* `& }: t2 J+ a T
8 ]6 I* G, r# [3 x9 Z7 ?6 m图片来源：参考文献26 I" C+ B6 h; _! f) E1 N. ?& `
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6 [2 H, A$ O# R! t如上图所示，我们通过基因编辑的技术，将T细胞的PD-1蛋白敲除掉，然后再进行大量扩增免疫T细胞，回输入到患者身体，这个时候肿瘤细胞表达多少PD-L1也不用怕了，因为免疫T细胞已经没有PD-1蛋白了。可以增加免疫系统击杀肿瘤的能力。: Z! q% l! |# @+ _
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图6. 使用CRISPR / Cas9进行肿瘤治疗的注册临床试验$ O8 C# F9 d) q
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图片来源：参考文献2
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上图为近期的一些临床研究，这些临床研究都利用基因编辑的技术来增强治疗肿瘤的效果。7 d* f9 |0 d: ^" b+ V1 B; K7 K
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癌度带大家回顾一下，我们将传统放化疗比作肿瘤治疗的1.0时代，那么靶向治疗和免疫治疗将分别属于2.0时代、3.0时代。而基于基因编辑技术的肿瘤治疗时代将是4.0时代。相比靶向治疗、PD-1等免疫治疗带给我们的惊喜，基因编辑技术对肿瘤治疗而言更是具有无限潜力和想象力。基于这一技术，会有更多更新的治疗药物和治疗理念出现，真正助益到肿瘤患者。0 c, g) T4 v, ^& \
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7 s) E4 L/ m5 ]2 W D' L' z我们相信，总有一天会将肿瘤控制为慢性疾病。
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