该研究表明，CRISPR疗法可以破坏基因组。
研究人员警告说：“CRISPR基因组编辑方法非常有效，但并不总是安全的。有时裂解的染色体无法恢复，基因组稳定性受到损害 - 从长远来看，这可能会促进癌症。
根据特拉维夫大学最近的研究，使用CRISPR疗法，一种获得诺贝尔奖的新型技术，需要切割和编辑DNA，以治疗癌症，肝脏和肠道疾病以及遗传综合征等疾病，会带来危险。研究人员研究了这项技术如何影响T细胞，T细胞是免疫系统中的白细胞，并发现高达10%的治疗细胞已经失去了遗传物质。他们解释说，这种损失可能导致基因组不稳定，从而导致癌症。
TAU Wise 生命科学学院和 Dotan 高级疗法中心的 Adi Barzel 博士领导了这项研究，该研究是特拉维夫 Sourasky 医学中心 （Ichilov） 和特拉维夫大学之间的合作，以及 TAU 医学院和 Edmond J. Safra 生物信息学中心的 Asaf Madi 博士和 Uri Ben-David 博士。该研究最近发表在著名的科学期刊《自然生物技术》上。
CRISPR 是一种用于编辑 DNA 的革命性技术，可在特定位置切割 DNA 序列以消除不需要的片段或修复或引入有益片段。这种方法大约在十年前开发，已被证明在治疗各种疾病方面非常成功，包括癌症、肝病、遗传综合征等。
2020 年，宾夕法尼亚大学进行了第一项授权使用 CRISPR 的临床研究，当时研究人员将该技术应用于 T 细胞——免疫系统的白细胞。利用来自供体的T细胞，科学家们创造了一种靶向癌细胞的工程受体，同时使用CRISPR破坏编码原始受体的基因，否则这将促使T细胞攻击受体体内的细胞。
在本研究中，研究人员试图检查CRISPR疗法的潜在益处是否可能被切割本身带来的风险所抵消，假设破碎的DNA并不总是能够恢复。
Ben-David博士和他的研究助理Eli Reuveni解释说：“我们细胞中的基因组经常由于自然原因而破裂，但通常它能够自我修复，而不会造成伤害。尽管如此，有时某条染色体无法反弹，并且大部分甚至整个染色体都丢失了。这种染色体破坏会破坏基因组的稳定性，我们经常在癌细胞中看到这种情况。因此，在极端情况下，CRISPR疗法，其中DNA被故意切割作为治疗癌症的手段，实际上可能会促进恶性肿瘤。
为了检查潜在损伤的程度，研究人员重复了 2020 年宾夕法尼亚州的实验，在完全相同的位置切割 T 细胞的基因组——2、7 和 14 号染色体（人类基因组的 23 对染色体）。他们使用一种称为单细胞RNA测序的最先进的技术，分别分析每个细胞，并测量每个细胞中每个染色体的表达水平。
通过这种方式，在一些细胞中检测到遗传物质的显着损失。例如，当 14 号染色体被切割时，大约 5% 的细胞很少或没有表达该染色体。当所有染色体同时被切割时，损伤增加，分别有9%、10%和3%的细胞无法修复14号、7号和2号染色体的断裂。然而，这三条染色体在它们所遭受的损害程度上确实有所不同。
Madi博士和他的学生Ella Goldschmidt解释说：“单细胞RNA测序和计算分析使我们能够获得非常精确的结果。我们发现损伤差异的原因是三条染色体上每条染色体上切割的确切位置。总而言之，我们的研究结果表明，超过9%的用CRISPR技术进行基因编辑的T细胞已经丢失了大量的遗传物质。这种损失可能导致基因组不稳定，这可能会促进癌症。
根据他们的研究结果，研究人员警告说，使用CRISPR疗法时应格外小心。他们还为特定的医疗程序提出了风险较低的替代方法，并建议进一步研究两种潜在的解决方案：减少受损细胞的产生或识别受损细胞并在将材料施用于患者之前将其移除。
Barzel博士和他的博士生Alessio Nahmad总结道：“我们在这项研究中的目的是阐明使用CRISPR疗法的潜在风险。即使我们知道该技术的巨大优势，我们还是这样做了。事实上，在其他研究中，我们已经开发了基于CRISPR的治疗方法，包括一种有前途的艾滋病疗法。我们甚至成立了两家公司——一家使用CRISPR，另一家刻意避免使用这项技术。换句话说，我们推进了这项高效的技术，同时警告其潜在的危险。这似乎是一个矛盾，但作为科学家，我们为我们的方法感到非常自豪，因为我们相信这就是科学的本质：我们不会“选边站”。我们检查问题的各个方面，包括正面和负面，并寻找答案。
Reference: “Frequent aneuploidy in primary human T cells after CRISPR–Cas9 cleavage” by Alessio David Nahmad, Eli Reuveni, Ella Goldschmidt, Tamar Tenne, Meytal Liberman, Miriam Horovitz-Fried, Rami Khosravi, Hila Kobo, Eyal Reinstein, Asaf Madi, Uri Ben-David, and Adi Barzel, 30 June 2022, Nature Biotechnology.