超乎想象，CRISPR基因编辑会普遍增强具有癌变潜力的细胞，潜在致癌性不容忽视

CRISPR基因编辑技术自问世以来，就表现无可比拟的优势，深刻改变了基因编辑领域乃至整个生命科学的研究模式。如今，CRISPR技术已被应用于精确基因组编辑和转录调控等一系列科学研究，这使得科学家能够“随意”操纵基因序列。

不仅如此，基于CRISPR技术的基因疗法已经开始应用于临床治疗，特别是一些由基因突变引起的疾病，例如遗传病和癌症。然而，一些研究却表明，CRISPR技术存在重大的潜在风险，包括脱靶效应、染色体改变和潜在免疫原性等。

近日，美国国家癌症研究所、Sanford Burnham Prebys医学研究所、马里兰大学的研究人员合作在 Nature Communications 期刊发表了题为：A systematic genome-wide mapping of oncogenic mutation selection during CRISPR-Cas9 genome editing 的研究论文。

该研究表明，使用CRISPR-Cas9进行基因编辑，特别是基因敲除，有利于那些具有癌症相关基因突变（例如p53、KRAS）的细胞。这一发现强调了对接受CRISPR-Cas9基因治疗的患者进行癌症相关基因突变的监测的必要性。

当使用CRISPR-Cas9编辑基因组时，具有癌症相关基因突变的细胞可能会被选择存活，这种情况比之前所认为的更为普遍。

CRISPR-Cas9基因编辑的工作原理是在DNA序列的特定位点上产生DNA双链断裂（DSB），这使得研究人员能够瞄准和编辑特定的基因。值得注意的是，DNA双链断裂会被p53基因识别，p53基因也被称为“基因组守护者”，它在识别到DNA双链断裂后，会阻止细胞分裂，并试图纠正这个错误。这意味着经过CRISPR基因编辑的细胞的生长和分裂效率会降低。

如果这个错误不能修复，为了防止这些出现错误的细胞癌变，p53基因会启动细胞程序性死亡，将这些细胞扼杀在摇篮里。也正是因为这一功能，p53基因成为最重要的抗癌基因，如果p53基因功能丧失，基因组失去了重要的守护者，就更容易患上癌症。

因此，CRISPR-Cas9基因编辑引起的DNA双链断裂，会因为p53基因的介入，而导致细胞的生长和分裂效率降低。但那些p53基因突变的细胞——通常是一些癌细胞，在经历了CRISPR-Cas9基因编辑之后，可以继续正常生长和分裂，这使得它们更具竞争优势。

p53突变体选择的全基因组图谱

在这项研究中，研究团队分析了近1000个人类细胞系对DNA双链断裂的p53反应。研究人员发现，在几乎所有的细胞类型中，在进行CRISPR-Cas9基因敲除后，具有正常p53基因的细胞生长较慢，而出现p53基因突变的细胞受影响较小，它们的生长速度更快，超过正常细胞。他们还发现，CRISPR基因编辑可能会给具有其他癌症相关基因突变的细胞带来优势，比如KRAS致癌基因。

本研究的通讯作者 Eytan Ruppin 博士说道：“这不是者第一次证明CRISPR可能会带来潜在的致癌风险，但这是第一次证明在这么多不同的细胞中都有这些影响。”

通过CRISPR筛选在同基因MOLM13细胞系中验证p53 CDE基因

早在2018年6月12日，Nature Medicine 期刊就曾背靠背发表两篇论文，指出CRISPR-Cas9基因编辑能够激活p53介导的DNA损伤反应，这意味着，正常的p53基因会抑制CRISPR-Cas9基因编辑，也就是成功被编辑的细胞的p53基因很可能是有缺陷的，细胞癌变风险提高，如果将通过CRISPR/Cas9基因编辑的细胞用于治疗，将会有潜在致癌性风险。