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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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6 f6 G, W# J/ i4 m, \4 Y9 B, A图1. 2020年诺贝尔化学奖得主
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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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1 ]& ]5 P. Q, ?+ f6 B$ _" I什么是基因编辑
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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。
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# |$ C# U* V. {& l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。9 n5 f J6 \* f" ]* X+ `
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( O5 L& f7 R4 ^5 o" w: D- \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, p+ c! \8 ]; e
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什么是基因编辑" q0 s( P; s$ d2 t
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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。
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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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E+ Y b3 g" t% s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。0 P* P% x) p/ y. N' n# q
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0 k6 c1 h' c ~: s) u5 o图2. 基因编辑应用在肿瘤研究的报道越来越多% }8 U; c3 F! I) B
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图片来源：参考文献4
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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。; T4 @& f0 r o1 M
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% t/ O& o. \$ L0 d$ z8 ]基因编辑在肿瘤治疗中的应用
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) U8 C: ~. X7 z: {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。2 C3 }$ n% r# T- G. u$ V% y) ?
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图3. CRISPR-Cas9在癌症治疗中的应用潜力$ j: A# y( e/ \$ p5 p3 g
7 \" } x3 u: |% u9 V; D6 `% F7 S图片来源：参考文献5
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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。* @( A+ m. @- U5 A4 K# t1 W' f
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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& J) g8 s, E9 C* I
3 x) W5 B* _1 J; @) y! c图片来源：参考文献2
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2 l7 y8 R2 \, f/ Y. a. s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。9 I* H( h/ Z2 M5 T* E o+ a8 W
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1 y' t0 A! V3 e, u8 Z+ m8 |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。& |- g8 y, e" F$ _$ L9 K F
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$ k/ M3 z( o& n, O$ U1 ~图5. CRISPR / Cas9作为治疗癌症的工具" q+ D3 V5 i. m) d* a
+ r# B' j+ p& o/ X1 D" V6 E2 T4 V图片来源：参考文献2" y$ F. x: b6 c- J
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1 h( G+ z7 b3 X$ z3 O" l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。; \$ v* U Z& g0 P: v$ z# r
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- F3 z) y! k+ U& Q. o7 y: p图6. 使用CRISPR / Cas9进行肿瘤治疗的注册临床试验
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图片来源：参考文献2) F# W' K0 q0 A, ~/ S5 F; j
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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。
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3 a+ C( l- p. p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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. a! C. X: L6 r! ?- t( A我们相信，总有一天会将肿瘤控制为慢性疾病。
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