基因携带者生物体的遗传信息，是储存着生命的种族、血型、孕育、生长、凋亡等过程的一套精确的密码，决定了生物体的性状。CRISPR–Cas技术是目前全球最为热门的新一代基因编辑技术，它具有高效率、高精度的的特点，在生命科学领域有着广泛的应用。CRISPR技术通过在特定位置添加、删除或改变DNA实现基因编辑。在过去的十年里，围绕着CRISPR技术的研究骤增。在医学应用上，CRISPR技术不止被研究用于治疗遗传性贫血症、隐形遗传病，在艾滋病、各种癌症治疗的研究上也开始广泛使用CRISPR基因编辑技术。而在拓展应用范围的同时，这些突破性的研究也在不断革新基因编辑技术。
01CRISPR/Cas9基因编辑CRISPR/Cas9是在大多数细菌（40%）和古细菌（90%）中发现的一种天然免疫系统，是细菌和病毒在争斗中产生的免疫武器，可用来对抗入侵的病毒及外源DNA。简而言之，CRISPR-Cas9系统是细菌进化出的特有免疫系统，可以将病毒的外来入侵基因从自身基因组中切除，并且在经历过一次病毒入侵后，细菌会记录一部分病毒DNA，在下次经历同样病毒入侵时，便可快速识别并破坏该病毒DNA，这是细菌抵抗病毒等外源遗传物质入侵的一种获得性免疫系统。
CRISPR是原核生物基因组内的一段重复序列，是成簇的规律间隔的短回文重复序列。Cas为CRISPR相关基因。当噬菌体感染细菌后，病毒DNA进入细菌细胞，细菌细胞表达Cas复合体对噬菌体DNA进行切割得到间隔序列，间隔序列在cas1和cas2作用下插入到CRISPR最前端形成免疫。
02CRISPR/Cas9技术原理CRISPR/Cas9技术的工作原理是crRNA（CRISPR-derivedRNA）通过碱基配对与tracrRNA（trans-activatingRNA）结合形成tracrRNA/crRNA复合物，此复合物引导核酸酶Cas9蛋白在与crRNA配对的序列靶位点剪切双链DNA。而通过人工设计crRNA和tracrRNA这两种RNA，改造成具有引导作用的sgRNA（singleguideRNA），从而引导Cas9对DNA的定点切割。
（CRISPR/Cas9技术的工作原理）
03CRISPR/Cas的发展年，张锋以链球菌CRISPR/Cas9系统为基础对哺乳动物细胞成功地进行基因组编辑，利用一条gRNA（guidRNA）模拟成熟的crRNA-tracrRNA复合体与Cas9共同作用切割靶基因组，并在SCIENCE上发表论文《MultiplexgenomeengineeringusingCRISPR/Cassystems》。这是CRISPR/Cas9基因编辑技术首次应用于哺乳动物和人类细胞。而在此之后，CRISPR/Cas9的基因组编辑技术的大门被打开，随后出现了越来越多基于CRISPR/Cas9的应用研究。年6月，医院卢铀教授开始进行CRISPR基因编辑T细胞治疗癌症的Ⅰ期临床试验，于年10月完成了世界首例基因编辑细胞人体注射。该研究也于年4月在NatureMedicine上发表。本次CRISPR基因编辑非小细胞肺癌患者的T细胞的PD-1基因进行癌症治疗的安全性和可行性。
年，第三代基因编辑技术－CRISPR/Cas9的发现者詹妮弗·杜德娜（JenniferDoudna）和埃玛纽埃尔·卡彭蒂耶获得了诺贝尔化学奖。这篇年她们在Science上合作发表的论文《AProgrammableDual-RNA–GuidedDNAEndonucleaseinAdaptiveBacterialImmunity》直接促成了夺得此次诺贝尔奖，该论文解析了CRISPR/Cas9基因编辑的工作原理。
今年6月，CRISPR/Cas9的研究又有新进展，首个体内CRISPR基因编辑临床试验结果在《新英格兰医学期刊》上公布，题为《CRISPR-Cas9InVivoGeneEditingforTransthyretinAmyloidosis》。
这是诺奖得主詹妮弗·杜德娜（JenniferDoudna）创立的IntelliaTherapeutics和再生元合作开发的治疗转甲状腺素蛋白淀粉样变性（ATTR）的CRISPR基因编辑疗法NTLA-，在6名患者的临床试验中安全有效。
该研究使用的NTLA-疗法，是一种体内基因编辑治疗，通过脂质纳米颗粒（LNP）递送载体，将携带靶向致病基因TTR基因的sgRNA和优化的spCas9蛋白的mRNA序列，递送至肝脏。
临床数据显示，在6名接受治疗的患者中，3名患者给药剂量为0.1mg/kg，另外3名患者给药剂量为0.3mg/kg。接受治疗28天后，两种不同剂量的患者血浆种TTR蛋白水平分别平均下降52%和87%。且未观察到严重不良反应。
该临床试验数据证明了可以精确地在体内进行CRISPR基因编辑，并且解决了CRISPR向肝脏递送的难题，通过单次静脉输注CRISPR系统来治疗遗传疾病。
近几年CRISPR/Cas基因编辑技术进展得如火如荼，在遗传病和肿瘤治疗、基因筛查与检测、动植物的改造等领域都有巨大的潜力。但同时也存在着如脱靶效应、伦理争议等亟待解决的问题，CRISPR/Cas技术到底能发展成如何，我们继续期待。（侵删：本文资料来源于网络）
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