周一发布的两项研究警告称，使用 CRISPR-Cas9 编辑细胞基因组可能会增加经改造的细胞（旨在治疗疾病）引发癌症的风险——这对正在开发基于 CRISPR 疗法的公司来说，可能是一个颠覆性的消息。
在发表于《自然医学》杂志的这些研究中，科学家发现，基因组被 CRISPR-Cas9 成功编辑的细胞有可能在患者体内播下肿瘤的种子。瑞典卡罗林斯卡研究所和诺华公司的研究人员表示，这可能会使某些 CRISPR 编辑过的细胞成为定时炸弹。
CRISPR 已经躲过了两次可能致命的危机——2017 年一项关于 CRISPR 导致极高数量脱靶效应的 声明 已于 3 月被 撤回，而一份关于人类对 Cas9 免疫的 报告 在很大程度上被认为是 可解决的。但专家们正在认真对待癌症风险的发现。
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CRISPR Therapeutics 首席执行官 Sam Kulkarni 告诉 STAT，研究结果“是合理的”。尽管它们可能仅适用于 CRISPR 编辑基因组的其中一种方式（用健康版本替换致病 DNA），而不适用于另一种方式（仅切除 DNA），但他表示，“这是我们需要关注的事情，尤其是在 CRISPR 扩展到更多疾病时。我们需要开展工作，确保返回给患者的编辑细胞不会癌变。”
另一位不愿透露姓名的 CRISPR 顶尖科学家（因为参与了基因编辑公司）称，新数据“非常引人注目”，并提出了对 CRISPR 在某些用途中可能存在的致命缺陷“被忽视”的担忧。
另一方面，诺华的论文自去年夏天以来就已经以初步形式 公开，而 CRISPR 专家们“并没有吓坏”，马萨诸塞大学医学院的 Erik Sontheimer 说，他的 CRISPR 研究 中心 专注于新型酶和脱靶效应。“这是一件值得关注的事情，但我不认为这对 CRISPR 疗法来说是‘致命一击’。”
卡罗林斯卡和诺华的研究小组在不同类型的人类细胞（分别是视网膜细胞和多能干细胞）上测试了 CRISPR。但他们发现了基本相同的现象。标准的 CRISPR-Cas9 通过切割 DNA 双螺旋的两条链来工作。这种损伤会促使细胞激活一种由名为 p53 的基因协调的生化急救包，该基因要么修复 DNA 断裂，要么使细胞自我毁灭。
无论 p53 采取哪种行动，结果都是一样的：CRISPR 都无法工作，要么是因为基因组编辑被缝合起来，要么是因为细胞死亡。（诺华的研究小组计算出，p53 将 CRISPR 在多能干细胞中的效率降低了十七倍。）这可能解释了反复发现的一个现象：CRISPR 的效率非常低下，只有少数被病毒导入 CRISPR 的细胞真正按预期对其基因组进行了编辑。
“我们发现，用 CRISPR-Cas9 切割基因组会诱导……p53 的激活，”卡罗林斯卡研究 的第一作者 Emma Haapaniemi 说。这“使得编辑更加困难”。
p53 修复 CRISPR 编辑或杀死接受编辑的细胞的另一方面是，能够存活下来并带有编辑的细胞之所以能够存活，正是因为它们具有功能失调的 p53，因此缺乏这种修复或杀死机制。
这可能成为问题的原因是，p53 功能障碍可能导致癌症。而且不仅仅是偶尔发生。P53 突变 导致了 近一半的卵巢癌；43% 的结直肠癌；38% 的肺癌；近三分之一的胰腺癌、胃癌和肝癌；以及四分之一的乳腺癌等。
诺华的研究小组试图了解如何提高 CRISPR 编辑多能干细胞的效率。由于这种干细胞可以转化为几乎任何类型的细胞，因此它可能能够治疗多种疾病。该公司位于马萨诸塞州剑桥市生物医学研究所的神经科学家 Ajamete Kaykas 将 CRISPR 在插入或删除 DNA 片段方面的效率提高到 80%。不幸的是，当 CRISPR 工作时，那是因为 p53 没有工作，这引发了对癌症的担忧。
因此，诺华的 论文 总结说，“至关重要的是，要确保[基因组编辑细胞]在[基因组]工程改造之前和之后都具有功能性 p53。”卡罗林斯卡研究小组警告说，在开发利用 CRISPR-Cas9 的基于细胞的疗法时，“应监测 p53 和相关基因”。
p53 的发现并不意味着 CRISPR 已经走到尽头。首先，“这两篇论文展示的是初步结果”，卡罗林斯卡研究的共同负责人、生物化学家 Bernhard Schmierer 告诉 STAT。“目前尚不清楚这些发现是否适用于当前临床研究中实际使用的细胞。”
其次，与其他 CRISPR 中使用的 DNA 切割酶相比，Cas9 的 p53 问题可能更严重。而且，至关重要的是，它可能只影响基因组编辑的一种途径。
CRISPR 通过两种方式编辑基因组。它切除一块致病 DNA，这个过程称为非同源末端连接 (NHEJ) 或基因破坏。CRISPR Therapeutics 就是这样攻克镰状细胞病的。或者，CRISPR 同时切除一段致病 DNA，并用健康的核苷酸替换它，这个过程称为同源定向修复 (HDR) 或基因校正。几所大学的实验室正在研究 HDR 来治疗杜氏 肌营养不良症 以及许多其他疾病。
Haapaniemi 说，在她和她的团队研究的正常成熟细胞中，即使在 p53 被激活的情况下，基因破坏“也可能发生”。
这对 CRISPR Therapeutics 的镰状细胞病和地中海贫血症 项目 以及 Editas Medicine 的主要产品（针对一种失明症）及其 管线 中的其他产品来说都是好消息，所有这些都使用 NHEJ 基因破坏。这也应该不会影响 Intellia Therapeutics 和 Regeneron 为 治疗 转甲状腺素蛋白淀粉样变性 而采取的基因破坏方法。
宾夕法尼亚大学的科学家们正在一项 临床试验 中研究的用于治疗癌症的基于 CRISPR 的 T 细胞编辑，也不应存在 p53 问题。使用 CRISPR 碱基编辑开发的任何疗法也不应存在 p53 问题，因为碱基编辑不会产生触发 p53 的双链断裂。由哈佛大学的 David Liu 开发的碱基编辑用正确的 DNA“字母”替换错误的 DNA“字母”，而无需切割，并且是初创公司 Beam Therapeutics 的基础。
然而，p53 问题可能会影响公司希望通过基因校正开发的其他产品，包括糖原贮积病、囊性纤维化和重症联合免疫缺陷病。
对于干细胞来说，这也是一个潜在的问题。诺华的研究小组表明，在那里，p53 失活似乎是 NHEJ 破坏和 HDR 校正所必需的。（诺华的 Kaykas 表示，未经公司公关部门批准，他无法接受记者的采访。）这可能对使用 CRISPR 编辑过的干细胞的疗法构成问题：允许 CRISPR 发挥其魔力的同一功能失调的 p53 也使细胞容易癌变。
这就提出了一个显而易见的问题——如果成功 CRISPR 编辑过的细胞可以播下癌症的种子，为什么以前没有看到过这种情况，为什么许多 CRISPR 编辑过的小鼠没有患上肿瘤？
卡罗林斯卡的 Haapaniemi 说，这种效应会在像她和诺华这样的大规模实验中显现出来，“但在小规模研究中可能会被忽略，在小规模研究中，人们只关注在一个细胞类型中编辑一个基因。”她说，在与其他科学家交谈时，“似乎其他团队已经注意到了 p53 对编辑的影响”，但没有强调它。
加州大学伯克利分校的 Jacob Corn 说，尽管他的实验室在少数情况下看到了 p53 激活的证据，但他们在“[造血干细胞]中编辑后“努力寻找生长效应，但一无所获”。他补充说，他“没有理由怀疑”新研究中“多能干细胞的结果”。
至于为什么没有人报告 CRISPR 编辑过的小鼠患上癌症，Haapaniemi 说，“这是一个很好的问题。”一个原因可能是“实验鼠在早期就被处死”，可能留给它们发展癌症的时间太少。
但 Corn 说，他和其他人“一直在寻找癌症的可能性。到目前为止，没有人看到基于 p53 状态或由编辑引起的[癌症]证据。”
尽管如此，他称这两篇论文“很重要，因为它们提醒所有人，基因组编辑不是魔法”。