CRISPR基因组编辑技术使得科学家们能够剪掉一段特异的DNA序列，用新序列来替代它，其有潜力治愈缺陷基因引起的一些疾病。为了实现这种潜能，科学家们必须找到一种方法安全地将CRISPR机器和校正的DNA拷贝传送到病变细胞中去。
现在麻省理工学院（MIT）的研究人员开发出了一种方法，能够比以往更有效地传送CRISPR基因组修复元件，他们相信这种方法也能够更安全地供人类使用。在小鼠研究中，他们发现能够在6%的肝细胞中修正引起酪氨酸血症（tyrosinemia）的突变基因——这样的效率足以治愈罹患这种罕见肝病的小鼠。突破性的成果发布在2月1日的《自然生物技术》（NatureBiotechnology）杂志上。
麻省大学医学院分子医学助理教授薛文（WenXue），及MIT化学工程系副教授、Koch综合癌症研究所及医学工程学与科学研究所(IMES)成员DanielAnderson是这篇论文的共同资深作者。薛文博士早年毕业于南京大学，在麻省理工学院攻读博士后。其实验室的主要研究兴趣是利用小RNA工具，例如RNAi介导的沉默及CRISPR/Cas9介导的基因组编辑来开发出肝癌和肺癌遗传模型。
2014年，薛文博士曾作为主要作者在Nature杂志上发表论文，他与麻省理工学院的同事们一起，采用CRISPR基因编辑系统将致癌突变导入到了成年小鼠肝脏中，由此构建出了小鼠癌症模型（延伸阅读：Nature重要成果：用CRISPR构建癌症模型）。
Anderson说：“新研究结果令我们感到非常兴奋，因为它让我们觉得这是一个可用来治疗一系列疾病——不仅是酪氨酸血症，还有其他疾病的基因修复系统。”
在这项新研究中，薛文、Anderson和同事们开发出了一种组合的纳米颗粒及病毒传递系统来传送CRISPR修复机器。首先，他们构建出了由脂质和编*****Cas9酶的信使RNA(mRNA)构成的一种纳米颗粒。其他两个元件：RNA导向链和校正基因DNA被嵌入到基于腺相关病毒（AAV）的重编程病毒颗粒中。
研究人员在使用脂质纳米颗粒的前一周首先给肝细胞注入了病毒，使得这些细胞有时间开始生成RNA向导链和DNA模板。当注入携带Cas9mRNA链的纳米颗粒时，这些细胞开始生成Cas9蛋白质，不过这只能持续数天因为mRNA最终会降解。这一时间长度足以完成基因修复，也防止了cas9继续逗留于细胞中，潜在地破坏细胞基因组的其他部分。
Anderson说：“一些人担心，如果让Cas9在细胞中存留太长的时间，有可能会导致一些基因组不稳定。我们认为使用mRNA纳米颗粒通过确保Cas9酶不会存在太长的时间，而提高了安全系数。”
高精度
利用这种新方法，每16个细胞中约有1个获得基因纠正，相比于2014年的研究提高了15倍的效率。研究人员还发现相比于将Cas9基因整合到细胞基因组中去的一些方法，新方法造成的脱靶DNA切割较少。
论文的主要作者、Koch综合癌症研究所HaoYin说：“我们进行了全基因组分析，证实我们获得了极高水平的打靶效应，而几乎没有脱靶效应。”
Anderson实验室已构建出了一些相似的纳米颗粒，现正在临床开发中。由于AAV病毒颗粒现已在一些临床试验中用于其他用途，研究人员乐观地认为这一CRISPR传递方法可以用于人类，不过还需要开展更多的研究来证实这一点。
研究人员已为这一技术申请了专利，他们认为可以利用它来治疗各种疾病，尤其是肝脏疾病。“在一些代谢疾病和其他的肝病中如果你能够修复突变基因，你就真的能够影响这些患者的健康，”Anderson说。
论文的作者之一、Koch研究所教授RobertLanger说：“看到我们的研究团队开发出这一新的CRISPR传递方法真是令人感到兴奋，我相信其有潜力造成深远的影响。”
CRISPR介导的遗传修复为人类基因治疗提供了一条新思路，当前世界各地的研究小组都在竭力地探索及开发CRISPR的临床治疗潜力。
在2015年12月31日的《科学》（Science）上，三个独立研究小组提供了初步的研究证据表明，通过编辑一个与肌肉功能相关的基因，修复杜氏肌营养不良症小鼠的一些肌肉功能，可以治愈这一遗传性疾病。这标志着第一次在完全发育的活体哺乳动物中CRISPR采用一种有潜力转化为人类疗法的策略，成功治疗了一种遗传疾病（延伸阅读：三篇Science文章：利用CRISPR治疗遗传疾病）。
此外，来自北京大学的研究人员近期报道称，他们用双gRNAs导向CRISPR/Cas9系统抑制了乙型肝炎病毒。研究结果表明，CRISPR/Cas9系统可以有效破坏HBV表达模板，且没有明显的细胞毒性。它有可能是在慢性HBV感染患者中根除持续存在的HBVcccDNA的一种潜在的方法（延伸阅读：北大鲁凤民教授：用CRISPR/Cas9）。愚愚学园
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