除了隔離、藥物和疫苗，我們還有什么新的工具來應對新型冠狀病毒(新型冠狀病毒)引起的新冠肺炎疫情？CRISPR基因編輯技術，通常被稱為“基因魔剪”，正在顯示出重要的潛力。

最近，斯坦福大學的齊磊教授和他的合作者提出了一種基于CRISPR系統的對抗新冠肺炎的新策略。他們日前發表在頂級學術期刊《細胞》上的論文表明，這種新策略可以在實驗中識別并破壞人體細胞中的新冠肺炎核酸分子，起到抑制病毒復制的作用。

055-79000將未發表的論文全文以“提前公開”的形式在網上公布，以便讀者盡快看到這項研究的具體內容，

基因魔剪露鋒芒

近年來，CRISPR基因編輯無疑是最有趣的前沿技術之一。對于一些無法治愈的遺傳病，開辟了一個全新的治療方向。隨著新冠肺炎疫情的突然爆發，CRISPR在傳染病領域的應用迅速引起了很多人的興趣?；谄錅蚀_靶向核酸序列的能力，幾個科學研究小組開發了新冠肺炎的快速檢測技術。

藥明康德內容團隊映射

齊磊教授是開發CRISPR工具的先驅。他共同領導的研究團隊設想開發一種新工具，使用CRISPR攻擊新冠肺炎，找到病毒基因組并摧毀它。

原則上，像所有的CRISPR系統一樣，這個系統由兩部分組成：一個酶和一個指示通往酶的路徑的引導RNA。這里用的酶是Cas13d。當指導RNA被鎖定在新冠肺炎基因組的特定片段時，這種基因魔剪就會開始切碎病毒RNA。

掃除病毒的“吃豆人”

齊磊教授將這款殺毒工具命名為“吃豆人”(Pac-Man)，與電子游戲“吃豆人”(PAC-MAN)同名，全稱是“人體細胞中的預防性抗病毒crispr”。

“我喜歡這個電子游戲，”齊磊教授解釋道?！俺远谷嗽诔远棺拥臅r候被小鬼追。當它吃到特殊的能量豆3354，也就是這里CRISPR Cas13的設計，突然變得很厲害，可以反過來吃小鬼，清場整個戰場?！?

然而，“能量豆”的設計有很大的挑戰。新冠肺炎的基因組RNA長約30，000個核苷酸，而指導RNA只能靶向待切割的22個核苷酸的區域。因此，為了找到最佳的攻擊點，研究人員做了大量的生物信息學計算和實驗。

PAC-MAN針對新冠肺炎基因組和基因組產物進行干擾的示意圖(來源：參考文獻[1])

在分析了47個新冠肺炎菌株的基因組序列后，研究人員選擇了兩個高度保守的區域作為目標，一個是RNA依賴的RNA聚合酶(RdRP)基因所在的區域，另一個是編碼核衣殼蛋白(N)的區域。這兩種蛋白對于新冠肺炎的復制和功能是必不可少的。所以吃豆人可以同時扮演兩個角色。“一是降低人體細胞中病毒基因組的濃度，二是防止病毒蛋白質的產生?！饼R磊教授說。

把冠狀病毒一網打盡？

在論文中，作者表示，目前看來新冠肺炎主要影響呼吸道，因此他們用人類肺上皮細胞測試了PAC-MAN的可行性。

在這個實驗中，作者強調，由于條件有限，他們無法用活的新冠肺炎感染人類細胞。目前，只有化學合成的病毒RNA片段用于測試?！笆褂霉跔畈《酒蔚膶嶒灲Y果表明，我們可以針對一些關鍵區域進行干擾?！钡谝蛔髡?、博士生Tim Abbott介紹。

作為概念的證明，在另一項實驗中，研究小組用另一種影響呼吸道的RNA病毒，流感病毒H1N1感染了肺上皮細胞。此外，針對流感病毒關鍵蛋白設計的引導RNA，使得PAC-MAN能夠有效抑制流感病毒在人體細胞內的復制。

作者指出，根據生物信息學分析，選擇的6種指導RNA可以靶向90%的已知冠狀病毒。因此，PAC-MAN可以作為一種潛在的反病毒方法來抑制包括新冠肺炎在內的許多病毒。

總結

然而，研究作者強調，盡管CRISPR技術顯示出巨大的潛力，但這種新工具“仍需要克服許多障礙才能用于臨床”。

基因編輯領域的另一位中國科學家張峰教授在近日藥明康德舉辦的新冠肺炎論壇上也談到了CRISPR技術在新冠肺炎治療中的應用。張峰教授指出，運送CRISPR技術是一個挑戰，即如何有效和安全地運送酶，并將RNA引導到正確的細胞。

在這項研究中，齊磊教授還強調，盡管有一些潛在的選擇，但找到合適的分娩方法是將這種方法應用于臨床的最大挑戰。他在接受采訪時說，也許有人已經找到了解決這個問題的方法?！斑@是我們如此迅速地發表論文的原因之一”。

新的CRISPR技術能否在反病毒方面發揮更大的作用，還有待觀察。

參考資料：

[1] Timothy R. Abbott等人，(2020)開發CRISPR作為對抗新型冠狀病毒和流感的抗病毒策略。細胞。DOI: 10.1016/

[2]CRISPR會是人類的下一個黑仔病毒嗎？檢索于2020年4月20日，來自

原標題：用CRISPR技術干掉新冠肺炎？055-79000發表了斯坦福齊磊團隊的最新研究。