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CRISPR-Cas9為2012年美國生物化學家道納（Jennifer Doudna）和法國微生物學家夏彭提耶（Emmanuelle Charpentier）的合作成果，是目前最先進的基因編輯技術。這項技術把細菌負責剪切噬菌體DNA的CRISPR-Cas9免疫系統應用為基因編輯工具，在發表後被很多實驗室成功地採納和改良，並用在許多不同的物種上，包括人類的胚胎。其中最聳動的新聞就是，2018年中國南方科技大學副教授賀建奎團隊使用這技術修改一對雙胞胎的基因，期望他們能產生對愛滋病的抵抗力。這項未經過醫學倫理討論、審查和監管的人體實驗引起社會上排山倒海的譴責，賀建奎最後也被中國政府判刑入獄。
 
此事件除了醫學倫理的爭議之外，還有技術的問題。因為CRISPR-Cas9雖然相當精準，但是並不完美，標靶位置可能在施用過程中發生意外的改變，像是賀建奎修改的雙胞胎基因，就不如預期般理想。此外，CRISPR-Cas9還可能意外地改變標靶之外的基因體序列，也就是出現「脫靶」情況。到目前為止，已經有不少牽涉到人類、小鼠、斑馬魚等生物細胞或胚胎發生失誤的報告。雖然CRISPR-Cas9對標靶基因的編輯有相當的準確性，但是基因體序列在標靶外可能發生改變卻很少被檢驗。
 
最近林口長庚醫院幹細胞與轉譯癌症研究所教授游正博和中研院生醫所所長郭沛恩率領的研究團隊，在蔡秀回博士等人的努力下，今（2023）年8月25日於《自然通訊》（Nature Communications）期刊中發表了一篇論文，說明當CRISPR-Cas9技術使用在人類誘導性多功能幹細胞（induced pluripotent stem cell, iPSC）時出現嚴重脫靶現象。研究團隊利用CRISPR-Cas9技術成功地在iPSC細胞株製造基因突變，然後使用10x Genomics公司提供的鏈接讀取定序（10x linked-read sequencing）與光學基因體定位（optical genome mapping）等全基因體檢測技術，檢查13個編輯過的iPSC的基因體，並與個別親代的基因體做比對。除了發現過去曾被報導過的標靶位置結構變異外，研究團隊還在其中兩個編輯過的細胞中，發現到與單鏈引導RNA（sgRNA）之間不具序列相似性、非預期的脫靶位置有大片段的染色體刪減（分別有約9萬2千和13萬6千鹼基對）。這是先前未曾報導過的新發現，也就是經CRISPR-Cas9編輯之後，有高達15％的機率產生這些非預期、非典型、非同源性的大型基因體變異脫靶現象（off-target effect），很有可能導致不可預料的有害後果。因此在CRISPR-Cas9編輯之後，進行全基因體完整性的檢測極為重要。
 
近年來許多研究團隊積極利用CRISPR-Cas9技術進行基因編輯，開發同種異體細胞療法以降低異體細胞的免疫性，使接受者在植入細胞後不需要再接受免疫抑制治療。上述結果指出CRISPR-Cas9技術可能帶來嚴重、無法預料的安全性問題。研究團隊也建議在施行CRIPSR-Cas9基因編輯時搭配全基因體的分析，檢視編輯後的基因體的完整性，降低意外變異的風險和後果。我相當贊同這樣的謹慎態度，因為沒有注意到的編輯失誤除了在基礎研究上可能導致錯誤結論之外，臨床上的錯失還可能引發嚴重的健康與遺傳後果，更需要特別的謹慎。

 
新聞來源
Tsai, HH. et al. (2023). Whole genomic analysis reveals atypical non-homologous off-target large structural variants induced by CRISPR-Cas9-mediated genome editing. Nature Communications, 14, 5183.