全新检测基因编辑工具脱靶技术问世(2)

　　“由于实验组和对照组来自同一枚受精卵，理论上基因背景完全一致。因此，直接比对两组细胞的基因组，其中的差异基本就可以认定是由基因编辑工具造成的。这样便能发现此前脱靶检测手段无法发现的完全随机的脱靶位点。”该课题合作开发者、中国农业科学院深圳农业基因组研究所研究员左二伟解释。

　　那么，千辛万苦开发的新型脱靶检测技术效果如何？实践是检验真理的唯一标准。

　　第一个接受挑战的对象是最经典的基因编辑工具——CRISPR/Cas9。结果发现，设计良好的CRISPR/Cas9并没有明显的脱靶效应，这个结果结束了之前对于CRISPR/Cas9脱靶率的争议。

　　随后，科研团队检测了另一个同样被寄予厚望的CRISPR/Cas9衍生技术——BE3(单碱基编辑工具)。结果让人有些意外：这个系统由于可以精确引入点突变，在之前的研究中从未发现过具有明显的脱靶问题。然而，在GOTI的检测下研究团队发现，BE3存在非常严重的脱靶。而且，这些脱靶大多出现在传统脱靶预测认为不太可能出现脱靶的位点。换句话说，单碱基编辑技术有可能导致大量无法预测的脱靶，因而存在严重的安全风险。

　　进一步分析这些脱靶位点，研究团队发现，有部分位点出现在抑癌基因上。这意味着什么？“经典版本的BE3有着很大的隐患，目前不适合作为临床技术。要知道，在此之前，以BE3为代表的单碱基突变技术一直被认为是一种特别安全，几乎不会存在脱靶问题的新技术。”杨辉说，尽管从基础生物学理论上可以推断出这些技术很可能存有脱靶问题，但当时大家理所当然地认为它们很安全。

　　“我们的发现证实了以BE3为代表的部分基因编辑技术存在无法预测的脱靶风险，这在一定程度上可以让业界更冷静一点，以便更谨慎地重新审视这些新技术的安全性。”杨辉称。

　　未来方向：

　　开发精准安全的基因编辑工具

　　在科学界看来，这一研究显著提高了基因编辑技术脱靶检测的敏感性，并且可以在不借助任何脱靶位点预测技术的情况下，发现之前的脱靶检测手段无法发现的完全随机的脱靶位点，为基因编辑工具的安全性评估带来了突破性的新工具。

　　不过，意义不止于此。“我们的工作建立了一种在精度、广度和准确性上远超之前的基因编辑脱靶检测技术，有望由此开发精度更高、安全性更高的新一代基因编辑工具，建立行业的新标准。”杨辉说。

　　针对现有BE3等单碱基突变技术存在脱靶的问题，中国科学院院士、中国科学院神经科学研究所所长蒲慕明表示，很多遗传疾病是单碱基突变导致的，因此，单碱基突变这个技术本身仍具有巨大价值。“正是因为已经建立新的检测技术，我们才知道如何去修正、改善BE3，从而开发安全性更高的新一代基因编辑工具。”

　　杨辉告诉记者，团队接下来将主要开展两项工作：一是进一步检测BE3除导致异常基因突变外，是否存在其他问题；二是在此基础上设法改进这一单碱基编辑工具，建立一种不会脱靶，也没有其他风险的单碱基突变技术，造福患者。