基因編輯演進歷程：CRISPR技術廣受歡迎【組圖】

行業主要上市公司：吉瑪基因(430601.NQ)、諾唯贊(688105.SH)、藥康生物(688046.SH)、南模生物(688256.SH)等

本文核心數據：基因編輯發展歷程;基因編輯技術更迭;主流基因編輯技術演進歷程;主流基因編輯技術詳解

基因編輯的含義

根據中國科技術語的定義，基因編輯(gene editing)是對生物體的基因組及其轉錄產物進行定點修飾或者修改，以改變目的基因或調控元件的序列、表達量或功能。基因編輯技術的原理為，通過利用序列特異性的核酸酶在DNA特定位點引入或缺失堿基，產生高頻誘導突變，對目標基因或特定DNA片段進行“編輯”，從而實現對目標基因或特定DNA片段的敲除或加入。

基因編輯發展歷程

基因編輯行業歷經數十年的發展，已經取得了一定的進步。1973年，第一個基因工程生物誕生，這是一個添加了一個基因后可以抵抗抗生素的細菌。1996年，孟山都公司推出了第一批基因修飾農作物，這些農作物以其優良的屬性，快速占領了農產品市場。2012年，加州大學和Broad的科研人員發現，一種細菌免疫系統可以作為基因編輯工具，在生物體的基因組中任何地方對DNA進行特定的改變，這就是CRISP/Cas9誕生的基礎，2015年，Kevin Esvelt等人刊發了一篇論文，展示了如何利用CRISPR進行基因修飾，從而永久改變或根除他們。到2023年，CRISPR公司以及Vertex公司完成了向FDA提交了其產品exa-cel上市核準申請，該產品有望在2023年上市。對比國內來看，2012年以前，國內基因編輯行業發展較為緩慢，相關科研成果數量較少，知道2014年開始取得了較大的進展。現階段我國基因編輯行業發展的特點主要是科研成果數量較多，但產業化應用相對空白，主要是政策監管較為嚴格所致。

基因編輯技術更迭

從基因編輯技術的代系更迭方面來看，基因編輯技術路線的發展先后經歷了ZFN技術、TALEN技術以及CRISPR/Cas技術。從技術的先進性與便捷性來講，隨著技術更新逐漸提升，從技術引發的細胞毒性以及技術難度來講，也隨著技術的更新逐漸下降。

主流基因編輯技術演進歷程

從主流基因編輯技術演進歷程來看，1987年日本大阪大學首次在大腸桿菌iap基因的3選側限序列中發現5股長為29nt的重復回文序列，2002年該重復回文序列被命名為CRISPR，此后，類似的重復序列也不斷在其他生物中被發現。2012年，基于CRISPR原理的基因編輯技術CRISPR/Cas9系統快速發展。截至2022年，美國麻省理工學院發現，RNA引導的CRISPR/Cas效應切割可觸發適應性免疫反應。

主流基因編輯技術詳解

基因編輯的主流技術方向為CRISPR/Cas9技術，該技術主要通過組件CRISPR序列，轉錄表達CRISPR序列，切割同源DNA達到基因編輯的目的。截至2023年，其應用領域主要為醫學、植物以及工業，在醫學方面，對于糾正致病病變、細胞修復以及保護突變方面具有重要意義。

注：該圖表來自《中科院院刊》2020年第12期“科技與社會”，原文標題為《基因編輯的技術分析與思考》，作者宋秀芳、魏雪梅、鄭麗麗、趙亞娟、張可心、劉春光、胥偉華

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