ESHRE 2024｜专访Raymond Staals教授：CRISPR-Cas技术在生殖领域的应用前景

7月7日至10日，第40届欧洲人类生殖与胚胎学学会年会（ESHRE）在荷兰阿姆斯特丹盛大召开。这场国际学术盛会不仅规模宏大，更以其深远的影响力，吸引了全球生殖医学领域的顶尖学者。本次盛会众多研究星光闪耀，从生殖遗传学到胚胎干细胞研究，一系列前沿话题在此展开深入讨论，为人类生殖健康领域带来了突破性进展。

CRISPR-Cas技术是一种革命性的基因编辑工具，源自细菌和古菌的天然免疫系统，用于抵御病毒和外源DNA的入侵。这一技术已经转化为强大的科研和治疗手段，允许科学家以前所未有的精确度对生物体的基因组进行修改。在短短十年的时间里，CRISPR-Cas技术使得食品、工业和医疗领域有了翻天覆地的变化。随着研究的深入，CRISPR-Cas技术不断推进，正逐步实现从实验室走向临床应用的跨越，未来在遗传病治疗、作物改良、疾病模型构建等多个领域都将发挥重要作用。

在本届大会上，梅斯医学有幸邀请到了来自荷兰瓦赫宁根大学农业技术和食品科学系的Raymond Staals教授，其深耕于CRISPR-Cas技术的课题研究已有14余年，就CRISPR-Cas技术在生殖医学领域的应用进行了专访。

梅斯医学：CRISPR-Cas技术作为基因编辑领域的革命性工具，这项技术的关键步骤和突破性进展是什么？

Raymond Staals教授：CRISPR-Cas技术确实因其前所未有的精确性与操作简便性，在全球科研界引发了变革。这项技术的魅力，在于它能够将复杂的基因编辑任务简化为两个基本元件的互动：高度特异性的RNA引导序列和高效的DNA切割或编辑酶（Cas蛋白）。这种设计的精妙之处不仅在于其本身的直接性，还体现在灵活性、高效、通用性及多功能性。

此外，研究者可以通过改造Cas酶和优化sgRNA设计，显著减少了脱靶效应，提高了编辑的特异性和安全性。在我的博士研究中，主要研究方向专注于核酸，我一直对核酸如何识别并结合特定序列感到好奇。CRISPR-Cas技术的出现，为我提供了答案——一种携带引导RNA的蛋白质，能够精确地导航至目标DNA。这种简单而强大的机制，是CRISPR-Cas技术的关键突破。CRISPR技术也被用来开发不涉及DNA切割的基因调控工具，如CRISPRi和CRISPRa，用于控制基因表达而不改变DNA序列。

梅斯医学：您认为CRISPR-Cas技术在生殖领域中的应用潜力如何？它可能带来哪些显著的益处？

Raymond Staals教授：CRISPR-Cas技术在生殖领域的应用潜力巨大，但也面临重大挑战和争议，包括但不限于基因编辑的安全性、长期遗传后果的不确定性、以及公平性与社会伦理的考量。

目前，预防遗传疾病是CRISPR-Cas技术在生殖医学领域最直接也是最具变革性的应用之一。这项技术不仅提高了人们对遗传性疾病的理解和筛查能力，更重要的是，它开启了直接干预和修正潜在致病基因的可能性，为有遗传病史的家庭提供了前所未有的希望。通过CRISPR-Cas，医生和科学家能够在胚胎层面检测并精准编辑DNA序列，消除或修正致病基因变异，从而避免这些遗传病在后代中显现。这种方法相比传统基于症状的治疗，是一种更为根本的解决方案，有可能彻底阻断某些遗传性疾病的家族传播链。

此外，随着技术的成熟和应用范围的拓展，CRISPR-Cas也可能促进生殖医学其他方面的进步，比如提高体外受精成功率、优化辅助生殖技术流程，乃至探索新的生殖健康解决方案。当然，实现这些益处的同时，需要全球科学界、伦理学家、政策制定者以及公众之间持续而深入的对话，确保技术的应用既遵循最高的伦理标准，又能够广泛惠及社会，同时防止技术被滥用。随着研究的不断深入和监管框架的逐步完善，CRISPR-Cas技术在生殖医学领域的潜力将逐渐变为现实。