基因編輯技術能否改變新冠病毒的走向，拯救世界？
基因編輯技術能否拯救人類的未來
基因編輯技術在新冠病毒的影響上主要可以從兩個角度來寫，第一個是診斷，第二個是治療，但是無論哪一個目前為止都無法拯救世界。
一、先看診斷：
1. 張峰和他的前團隊成員Omar Abudayyeh和Jonathan Gootenberg發表了一份新冠病毒(SARS-CoV-2)檢測方案。該協議sherlock平台，能利用Cas13在短短60分鐘內檢測出RNA病毒[1]。它的工作原理使其能夠鎖定特定的基因序列，在鼻、口、喉拭子或肺部液體中檢測SARS-CoV-2基因物質的片段。如果發現病毒的遺傳物質，CRISPR酶就會發出熒光[2]。
2. 由詹妮弗·杜德納實驗室(Jennifer Doudna s lab)成員成立的CRISPR診斷公司猛獁生物科學公司(Mammoth Biosciences)發表了一份白皮書，描述了該公司利用診斷檢測技術在大約30分鐘內檢測出SARS-CoV-2 RNA的情況[3]。
準確、快速的診斷工具對於早期發現和治療傳染病至關重要，可以及時實施感染控制，改善臨床護理和其他公共衛生措施，阻止疾病的傳播[4]。
但僅僅是診斷還達不到拯救世界的程度。
二、再看治療：
本文重點介紹《cell》5月14號發表的一種基於CRISPR-Cas13d的基因編輯方法被命名為PAC-MAN。Cas13d PAC-MAC可以有效地靶向並裂解SARS-CoV-2序列，也可以降低呼吸道上皮細胞的H1N1 IAV(甲型流感病毒)負荷，一組僅6個crRNAs可以靶向90%以上的所有冠狀病毒[5]。
也就是說這個辦法的最終目標是將90%以上的所有冠狀病毒都一網打盡，這聽起來似乎不僅能拯救現在的世界還能拯救接下來的一部分世界了。讓我們仔細來看看。
非生物背景可以跳過分隔符內這部分：
(A) 在SARS-CoV-2進入和基因組RNA釋放後，正鏈RNA基因組作為模板，形成負鏈基因組和亞基因組模板，用於產生更多的正鏈病毒基因組和病毒mRNA的拷貝。(B) Cas13d可直接靶向並裂解所有病毒陽性感RNA，抑制病毒功能和複製。
但是本文的作者無法獲得活的SARS-CoV-2菌株，因此只用了合成片段的進行測試。它們設計並篩選了一組針對保守病毒區域的crRNA池，並確定了最有效的crRNA。我們對mNeon +細胞進行了顯微鏡定量分析，發現以S6靶向的crRNA在MOI分別為2.5和5，mNeon表達分別降低了62％和73％。Cas13d PAC-MAN能夠靶向高度保守的病毒區域，並能強有力地抑制人肺上皮細胞中的病毒複製。
是否存在一小群crRNAs可以針對所有已完全測序的IAV菌株。作者分析了91600株具有完整片段序列的菌株，以識別所有可能的crRNAs，並對這個列表進行了細化，以定義儘可能多的IAV基因組目標的crRNAs的最小數量。分析顯示，一組6個crRNAs可以靶向91%的已測序的冠狀病毒，以及一組22個crRNAs可以靶向所有已測序的冠狀病毒。通過使用針對同一病毒的不同區域或不同菌株的冠狀病毒的crRNA池，該系統可能緩衝病毒進化和逃逸，並用於保護未來相關致病病毒。
最大障礙：
1：可以用來在體內表達PAC-MAN組件開發有效和安全的體內給藥方法：Cas13d及其同源crRNAs可以在化學聚合物或脂質納米顆粒(LNPs)中以RNA形式傳遞；另一種策略是提供含有與crRNAs組裝的Cas13d蛋白的核糖核蛋白複合物；自組裝的肽-波洛沙胺納米顆粒可遞送mRNA或質粒DNA。預期上述策略中的一種可以通過噴霧器系統或鼻腔噴霧劑作為抗病毒策略應用於患者或健康人群。
2：在臨床中使用PAC-MAN需要克服幾個技術上的限制：PACMAN以細胞自主的方式發揮作用，這意味著只有表達Cas13d和crRNAs的細胞才直接受到保護，免受目標病毒的攻擊。要使PAC-MAN在患者中有效，它需要能夠在一定比例的細胞中充分表達，其範圍需要通過實驗確定。因為RNA基因組的二級結構或保護層蛋白質，病毒基因組可能不太容易受到抑制。為了解決這個問題，高通量的crRNAs篩選可能有助於識別針對SARS-CoV-2的高效crRNAs。
3：如果上述障礙被克服，PAC-MAN戰略可以用於治療，其獨特的好處超過傳統疫苗。使用CRISPR-Cas13d保護冠狀病毒的潛力提供了一種替代和補充傳統藥物或疫苗的方法。傳統的疫苗依賴於通過暴露於病毒蛋白或肽來啟動免疫系統，這些蛋白或肽通常來自具有高突變率的表面蛋白，這增加了病毒逃避宿主免疫反應的機會。
綜上，作者已經證明了一種基因編輯策略，能夠以冠狀病毒高度保守的區域為目標，這將大大降低病毒通過突變逃避抑制的可能性。展示了一種潛在的泛冠病毒策略，不僅針對在人類中傳播的病毒，而且針對在動物宿主中發現的病毒。問題就在於尋求安全有效的的給藥方法和打破技術限制。如果針對這些病毒的crRNAs能夠在感染人類之前進行測試和驗證，我們就可以大大加快針對未來緊急威脅的對策的開發。
參考
- ^https://www.broadinstitute.org/files/publications/special/COVID-19%20detection%20(updated).pdf
- ^https://www.nature.com/articles/d41586-020-01402-9
- ^https://mammoth.bio/2020/02/15/white-paper-a-protocol-for-rapid-detection-of-sars-cov-2-using-crispr-sars-cov-2-detectr/
- ^https://doi.org/10.1080/1061186X.2020.1769637
- ^https://doi.org/10.1016/j.cell.2020.04.020
這個要從短期和長期兩個時間點來分析。
短期的話基因編輯技術從治療方面沒啥用處，但是從檢測方面還是有貢獻的，參照張峰的sherlock ，如果合成生物學做的好，真的可以隨查隨時出結果。
從長期來看的話，基因編輯技術可以開發病毒治療性藥物，但是這玩意成本太高…或者題主想問的可能是改變我們自身，這個一是倫理學過不去，二是技術不成熟，可能很危險。
但是從超長期來看的話，用基因編輯技術來優化人體基因是大概率會發生的事情。誰不想多活幾年？誰不想少生病？誰不想干吃不胖？誰不想生下來就沒有七七八八的奇怪遺傳病？包括病毒也一樣，睡不著自己百毒不侵呢？
目前倫理反對都不是問題，我們反對的原因是技術不行，把不成熟的技術給人體使用就是胡扯。但是技術成熟了呢？
CRISPR本質是一套微生物用來防禦外來序列的系統，類似人的miRNA。如果你願意在自己的細胞里弄一套CRISPR，平時抑制住，來病毒了打一套guide也許是可以的。但這種方法只可能在老鼠身上做。
或許你該期待下大分子藥物。有一些專門靶向腫瘤的siRNA已經在臨床了，但靶向病毒的沒聽說過。
不能，基因編輯技術，還看起來高大上，實際就這個技術內部而言，現在的技術能力，還挺原始的。
就像你小時候看見感覺很棒的手機，現在再看就是很out的感覺。
人類達到能改變新冠病毒拯救世界的基因技術的時候，人類已經不再需要那個技術了，八成人類已經不再依靠現在這個蛋白質，脂類，一堆水和鹽的載體了。新冠病毒只對這樣的結構載體，有作用。
不能。
也許你可以改變新冠病毒的基因組，讓它對人不再有感染性，但，病毒的遺傳物質是只有一條的RNA，穩定性極差，沒有人可以保證它們不會變異出亞種，恢復傳染人的能力。
再者，基因太複雜了，也許人們現在看到的是病毒喪失傳染力，以後會發現它對其他動物的致命性陡然上升，那更恐怖。
除非人類研究透了一種病毒的每一段基因的功能以及和其他基因共同的作用，人類絕對不能也不會使用基因編輯對病毒下手。
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