基因编辑工具 CRISPR-Cas9 就像一个分子世界的忍者，能够切开非常具体的 DNA 片段，把不想要的基因编码剔除。长期以来，研究者们认为这是一项非常精确的技术，未来发展前景无限。有朝一日，科学界希望这个工具能清除致病的基因，帮助治愈艾滋病、镰状细胞贫血症以及癌症等等。
不过，最近发表在《自然-生物科技》（Nature Biotechnology）上的一篇文章却认为，CRISPR 技术的成熟期远远没有到来。由于这位忍者的“剑术”欠佳，一些之前没有预料到的额外风险接踵而至。
文章地址：https://www.nature.com/articles/nbt.4192
当论文作者使用 CRISPR 技术编辑来自小鼠和人体的细胞时，他们发现，几大块 DNA 片段被误删、重组或者是变异，导致大约 15% 的细胞丧失了原本的功能，严重程度不可小视。
论文作者 Allan Bradley 是英国威格桑格研究所（Wellcome Sanger Institute in England）的名誉主任，他说，这项非常系统的实验向学术界所展示的，是迄今为止 CRISPR 技术风险最大的一面。因为 CRISPR 不是万无一失的，他认为我们应该继续探索，重新审视 CRISPR 的临床实用价值。
敲开基因序列的 CRISPR
当提到 DNA 时，我们立马会想到双螺旋结构，上面阶梯状的序列携带着遗传信息。每一级台阶都是由两个相连的核苷酸组成，也就是碱基对。人类完整的基因组包含大约 30 亿个这样的碱基对，它们分布在每个细胞的 23 对染色体中。
碱基对的顺序决定了每个人不同的基因编码。当编码里的一部分变异时（比如一个碱基对丢失了或者弄反了），许多基因会因此丧失原本的功能，甚至会导致基因紊乱，比如囊性纤维化（cystic fibrosis）、血友病以及其他癌症。
CRISPR 编辑技术为清除基因缺陷而生，它可以用解剖刀似的酶，也就是 Cas9，切开目标 DNA 的一个序列。在 Cas9 切开要编辑的位置后，那一段 DNA 就会开始自动修复。因此，有问题的基因能被很快的移除，科学家们甚至还能赶在 DNA 断裂点合上之前，将自定义基因序列加进去。
在之前对 CRISPR 的研究中，很少有人说明，这项技术会导致无法预期的基因变异。不过 Bradley 认为，这是因为那些实验做的不够彻底。相反的，他认为 CRISPR 诱导的基因变异，可能是在常人想不到的地方——被切点两侧的几百万个碱基对之外。
Bradley 和同事们用 CRISPR 编辑了一系列来自小鼠的干细胞，然后系统地观察了被切点旁边的许许多多碱基对。他们发现，大约 15% 的细胞变异得太厉害，已经无法正常工作了。Bradley 介绍说，其中的一种变异形式，就是大量的 DNA 被删除（几千个碱基对不见踪影）。不过，这仅仅是最简单的一种。他们还观察到，一些基因序列被打乱，或者是被反向插入到原有序列中。还有的时候，原本在被切点旁几千个碱基对以外的 DNA 序列，竟然会被“缝”到被切点上。更令人意外的是，距离被切点几百万个碱基对的 DNA 序列发生了变异。
之后，研究团队又观察了来自人的干细胞，想看看这类基因损害有没有再次发生。结果是，第二次实验的结果与第一次保持一致，大约 15% 被 CRISPR 编辑过的细胞发生戏剧化的改变。
随机编辑的后果？
Bradley 说，毕竟不同类型的细胞在修复 DNA 时所用的机制不一样，科学家们很难预测这些变异会有什么后果。这项研究的意义何在呢？首先，我们不应该全盘否定 CRISPR-Cas9 的前景，但同时，基因编辑工作者也要意识到，立马将这项技术用到临床场景是不现实的。
来自斯隆-凯特琳癌症中心（Memorial Sloan Kettering Cancer Center）的 Maria Jasin 同意这一观点。基因编辑技术还有很长的路要走。
