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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。% K# T4 x* o6 T7 [# X
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图1. 2020年诺贝尔化学奖得主1 Y$ r9 X' V# O8 r# h- Q/ O* v6 Z
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图片来源：参考资料1
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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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什么是基因编辑! w, x% M+ U0 U1 @& G5 x6 ]5 G
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Q. ]3 y9 `: ?) t1 N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。% K4 A6 a. K z* ^
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* ?5 j2 O+ L: G6 l5 y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。01
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什么是基因编辑3 T- o- a+ w2 {% z% f: [/ D. I
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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。* b7 B7 H5 r) O
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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。1 m5 o6 r8 J8 N9 S) C/ O
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0 X) b: L* C3 s# {" g2 e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。7 a% e5 J' M! _ J8 \
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0 e0 K" r1 z" i {) i图2. 基因编辑应用在肿瘤研究的报道越来越多
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# A" n; U1 Z% w) ^" m图片来源：参考文献4
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$ L# z# g8 @5 _, t: N: O; @+ {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。 C/ S1 R6 {& l/ R
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基因编辑在肿瘤治疗中的应用! @( C7 k9 M# U' o- F* E
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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。: J7 |4 @4 K: b" C: v/ Q8 D. |
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图3. CRISPR-Cas9在癌症治疗中的应用潜力1 B: ?3 r0 N! s) {- p* C, W
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7 V& x e# D5 b6 H2 q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。
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4 p, x) l# G N- O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
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图片来源：参考文献2
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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。
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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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/ r: ^, O2 ~0 }$ f! K! O图5. CRISPR / Cas9作为治疗癌症的工具) s3 C" O [# w+ T% Q4 v) P& S0 N
P% a- t5 k+ d/ o$ k2 U图片来源：参考文献2
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6 U! i/ z! Y! N1 w# v( m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。
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& u/ p4 X# V( ]* D图6. 使用CRISPR / Cas9进行肿瘤治疗的注册临床试验
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! H: R" ~9 {. `/ Z% u图片来源：参考文献2
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* V6 l/ u8 Y; \' L6 O2 }1 }- H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。
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, K. ^8 ~% ?7 Q; e$ I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。
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我们相信，总有一天会将肿瘤控制为慢性疾病。7 j# D! m. }( H3 ~$ T
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