將CRISPRCas系統用于抗菌“基因療法”

　　CRISPR于1987年出現于日本，當時的研究人員報告稱，他們在大腸桿菌基因組中發現了一種不尋常的結構，其中包含一系列重復片段，中間以獨特的間隔序列隔開。后來的研究表明，間隔序列對應了感染細菌細胞的噬菌體的序列。在一些原核生物和古生物中，CRISPR和CRISPR相關蛋白（Cas）作為一種適應性免疫系統，抵御入侵的噬菌體和質粒。在之后的文章中，科學家將CRISPR系統描述成一種獨特的RNA沉默系統，通過RNA的同源依賴切割來起作用。

　　今天我們使用的許多抗生素，都可以有效地對抗多種細菌。但是誤用抗生素可導致多重耐藥菌的發展，即所謂的“超級細菌”。

　　美國麻省理工學院的生物學和電氣工程師Timothy Lu稱：“讓我們感到失落的一個事實是，大多數廣譜抗生素目前仍在使用，我們認為有很多后果與其有關。我們想知道，是否我們能夠制備具有序列特異性效果的抗菌藥物。”

　　Lu的研究小組利用其實驗室開發的噬菌體傳遞技術，采用CRISPR-Cas——細菌用來防止病毒攻擊的一個系統——來刪除攻擊型基因，如NDM-1，該基因能夠使細菌對多種β-內酰胺類抗生素產生耐藥性。

　　在三株具有不同耐藥性的大腸桿菌組成的一個合成分組中，該研究小組能夠利用他們的新策略，選擇性地靶定他們想得到的菌株，同時保持其他細菌的完整性。研究小組治療感染一種有害大腸桿菌的蠟蟲（waxworm）幼蟲，并且目前在小鼠中進行研究。相關研究結果發表在最近的《Nature Biotechnology》雜志。

　　雖然這種CRISPR-Cas系統很簡單，而且構建起來很便宜，但是將該系統有效地傳遞到特定細菌，并不輕松。Lu說，這是其商業發展為一種療法的最大障礙。當前在美國，還沒有批準用于人類的噬菌體傳遞系統。

　　波士頓大學生物醫學工程助理教授Ahmad Khalil沒有參與這項研究，但是他指出：“將這項研究工作轉化為一種療法，將需要開發某種方法來傳遞這些構造。盡管如此，這項工作仍然代表了抗菌‘基因療法’一個非常有趣的范例。”

　　另外一個研究小組在《Nature Biotechnology》發表的一項研究，描述了一種相同的方法來殺死惡性的、但無致病力的金黃色釀膿葡萄球菌（Staphylococcus aureus）。

　　這兩個研究小組都為他們的新靶向系統，申請了專利。