CRISPR 技術的商業化不僅將沉寂已久的基因療法重新帶回大眾的目光，也為許多罹患罕見遺傳疾病的患者帶來一線曙光，儼然成為當今生物醫學的明日之星。然而隨著人體試驗階段的到來，CRISPR 的健康風險，也正接受嚴厲的考驗與質疑。
基因剔除
CRISPR/Cas9 技術源自細菌與古細菌體內類似免疫系統的內在防禦機制：Cas 蛋白能辨識、分解侵入的嗜菌體 DNA，並將水解後片段鑲嵌至自身基因組中，作為預防二次感染的比對資料庫。
在小鼠或人類細胞中，研究人員利用 Cas 蛋白的一員─ Cas9 攻擊特定基因。藉由打斷雙股 DNA 骨架，引發細胞─尤其一種稱為非同源互換端點黏合 ( non-homologous endjoining，NHEJ ) ─的基因修復機制。
由於 NHEJ 僅將斷裂處重新黏合，至於修復後的基因序列是否依然保持完整，並無糾錯校正機制，本質上屬於細胞為應急所採取的權宜之計。也因此常造成黏合處前後數個鹼基的插入 ( insertion ) 或缺失 ( deletion )，合稱 InDel，使得原有的基因失去正常功能或無法正確轉錄，達到基因剔除的目的。
目標基因突變
一般認為由 CRISPR 引起的目標基因突變 ( on-target mutations ) 有限，平均約 20 個鹼基對 ( base pair，bp ) 以內。然而，一份近期的研究質疑該數字被嚴重低估。尤其以單股 RNA 作為 Cas9 辨識特定基因時的導引樣本 ( guild RNA，gRNA ) 時，缺失的鹼基可高達上千對。
值得注意的是，該研究的實驗方法與一般 CRISPR 的操作方法有所不同，也自然招致許多質疑。其中 Cas9 與特別設計的gRNA 基因片段，在實驗前已預先分別併入公小鼠胚胎幹細胞 ( embryonic stem cell， ES ) 的基因組中，由細胞自行合成具有活性的 Cas9/gRNA，用以剔除位於 X 性染色體上的 PigA ( Phosphatidylinositol glycan anchor biosynthesis class A ) 基因。
然而，這並非第一次有研究質疑CRISPR的健康風險。
目標外基因突變 ( off-target mutations )
某種程度而言，CRISPR 是以人為方式在特定基因座上誘導突變。然而實務操作上，為擺脫細胞先天複製次數上的限制，研究人員常使用癌細胞作為實驗對象。
這些經過培養的癌細胞，與正常細胞相比，本身對於基因突變的把關並不嚴謹，某些對於正常細胞而言致命的突變較容易被保存下來。
而這可能造成某些意想不到的後果：第一，CRISPR 在正常細胞中的效果可能被高估。尤其當細胞仍然擁有正常功能的抑癌基因，如 p53 時，由 CRISPR 所引發的突變可能誘發更精緻的基因校正機制，或直接導致細胞凋亡。
其二，即使 CRISPR 所引起的突變成功在正常細胞中被保存下來，研究人員也可能在無意之間，不可避免地汰選出那些已有癌化趨勢的細胞株。
這些發現，無疑為歐美多起即將進入人體試驗階段的 CRISPR 基因療法，帶來一定的衝擊。相關領域的研究也因此蒙上一層陰影。然而，由另一個角度出發，關於 CRISPR 的種種疑慮與猜忌終可望獲得解答。
參考資料：
- Kosicki, M. et al. (2018, Junly 16). “Repair of double-strand breaks induced by CRISPR–Cas9 leads to large deletions and complex rearrangements.” Nature Biotechnology.
- Ihry, R.J. et al. (2018, June 11). “p53 inhibits CRISPR–Cas9 engineering in human pluripotent stem cells.” Nature Medicine.
- Haapaniemi, E. et al. (2018, June 11). “CRISPR–Cas9 genome editing induces a p53-mediated DNA damage response.” Nature Medicine.
- 林漢佐。(2015, December 1)。「物種基因剔除技術爆炸性的新突破─CRISPR/Cas9技術淺談」。科學月刊。
- Haridy, R. (2018, June 12). “Major research reveals CRISPR gene-editing could increase cancer risk in cells.” New Atlas.
- Haridy, R. (2018, July 17). “Controversial study raises new doubts over unwanted genetic damage caused by CRISPR.” New Atlas.