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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。0 b- B/ u- P: S; o) w
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+ e& G- b" ^# w% b图1. 2020年诺贝尔化学奖得主
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* q$ q/ ^. I) D1 F [: a' G( q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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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。7 v- G" K0 @. q9 m
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7 i7 y9 l* Y6 t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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% I4 S/ y! _, c; _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/ z9 l+ h, H' e8 [/ O3 o6 ~
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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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$ A$ J, Q9 P2 a+ `- C/ g" @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。4 u" @" v" p# T0 e: k I% |2 g
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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。# O( L }- L. x7 j& W
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! a1 `3 [. {2 c5 z4 W, l& k- }图2. 基因编辑应用在肿瘤研究的报道越来越多: ^% Q* n$ m" f- S- }
. H+ H+ H+ @* I' v" X- w图片来源：参考文献41 x+ v1 N" x% ?. j6 W" W
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# v& E* \* t' z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。
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# d$ I/ g; A& ]4 e1 c基因编辑在肿瘤治疗中的应用# X8 }7 t: G5 n
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8 }" B9 q/ S5 ?+ {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 P3 X1 ^, b! E
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图3. CRISPR-Cas9在癌症治疗中的应用潜力
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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。
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$ {6 g/ p N, x; |/ B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7 b5 P& S% H$ u) ~
* ]/ `; j: x2 x% w! h5 o+ D# d图片来源：参考文献2
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. ^3 \4 Y+ q* j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。- |0 t% Z1 V3 i9 W& H
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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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6 c+ M: f4 X: P' z$ R/ v9 V图5. CRISPR / Cas9作为治疗癌症的工具7 A0 S& u2 k; e+ u8 p7 ?
# [. [) u+ p) h# a! P图片来源：参考文献27 |* r+ ]2 }, X8 ^; H
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9 Q2 C0 J( E% x1 H4 j6 ~, E4 S1 O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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2 v1 F) R4 H9 d2 a图6. 使用CRISPR / Cas9进行肿瘤治疗的注册临床试验2 w+ M0 P6 u' t( i3 |5 V& T. Y
2 v3 _1 t3 J( \0 g' ]; c图片来源：参考文献2
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+ z) U1 `7 L; U9 l1 V W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。, K2 x0 g: @) \+ F- n
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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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# l# q7 K* T. c ^, h. F( D我们相信，总有一天会将肿瘤控制为慢性疾病。# V5 I) ~6 o& ~* D0 L; b# a. z/ A
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