最近Shoukhrat Mitalipov在Nature发表了利用人胚胎WT等位基因同源重组修复致病突变基因的文章，引起领域内的极大关注（详见BioArt此前的报道：【黄军就点评】科学狂人Nature发表编辑人类胚胎成果）。8月24号，BioRvx发表的Dieter Egli 等人的质疑文章“Inter-homologue repair in fertilized human eggs?”；8月31日，Science刊登了“Skepticism surfaces over CRISPR human embryo editing claims”的文章（详见BioArt此前的报道：George Church等六人质疑编辑人类胚胎成果丨聚焦），大家认为Nature杂志的文章不能提供直接的严谨的数据证明突变胚胎利用了内源等位基因进行同源重组修复。此外，受精卵如何在雌性和雄性原核不能足够靠近的情况下进行重组修复也仍不清晰。相信后续的争论还会持续一段时间。
9月20日，来自英国Francis Crick研究所由Kathy K. niakan领导的研究团队同样在Nature杂志上以长文形式（Article）发表了相关的研究成果，重点关注的是运用CRISPR-Cas9 基因编辑技术研究OCT4在人类早期胚胎发育中的作用，再次将人类早期胚胎基因编辑相关研究推向另一个高潮（详见此前BioArt的报道：Nature再发人类早期胚胎发育基因编辑成果丨特别关注）。
尽管Nature在短时间内相继发表了两篇人类胚胎基因编辑的研究成果，但是也不得不承认事实上早在2015年来自中山大学的黄军就团队就曾在Protein & Cell杂志上发表文章率先利用CRISPR–Cas9基因编辑技术对人三原核（3PN）受精卵中的地中海贫血症相关基因HBB（β-globin gene，编码红细胞β-珠蛋白）进行了改造。
近日，Protein & Cell杂志再次刊登了来自中山大学黄军就教授联合周灿权教授、松阳洲教授组成的合作团队题为“Correction of β-thalassemia mutant by base editor in human embryos”的研究论文（下图），证实了单碱基编辑系统可以针对特定类型的单碱基突变的人类胚胎基因组进行精确的修复，为修复地中海贫血症HBB -28 (A>G)点突变具有重要的临床前研究意义。
近期，黄军就等团队尝试利用单碱基系统对点突变的遗传疾病进行修复研究，单碱基的优势在于不会造成双链DNA的切割，减少脱靶效应和镶嵌性；单碱基系统修复特异和效率较高（详见相关的报道：方兴未艾：单碱基基因编辑技术）。
首先，研究人员通过查找锁定了地中海贫血症HBB -28 (A>G)的突变位点。据2015年统计，我国重型和中间型地贫患者在30万人左右，“地贫”基因携带者超过3000万人，涉及近3000万家庭1亿人口，主要集中在广东、广西、海南、重庆、四川、贵州、云南等省（市、自治区），尤以两广地区最为严重，广东“地贫”基因携带者超过10%，广西“地贫”基因携带者超过20%。HBB -28 (A>G)点突变在β地贫中占10%以上，因此研究修复地中海贫血症HBB -28 (A>G)点突变具有重要的临床前研究意义。
在最新的这篇Protein & Cell文章中，研究人员首先通过慢病毒载体构建含有-28(A>G)突变位点序列的293T细胞系，然后筛选出特异打靶的gRNAs。通过中山大学附属第二医院方建培教授查找数据库，找到HBB -28 (A>G)纯合体病患者，在签订知情同意书后收集血液细胞和皮肤成纤维细胞。利用原代皮肤成纤维细胞，研究人员发现单碱基系统在部分细胞中可以100%修复点突变位点。最后实验为了避免杂合体胚胎单碱基修复后的检测困难等问题，因此研究人员通过核移植的方式构建HBB -28 (A>G)的人纯合点突变的核移植胚胎，利用优化的单碱基系统在胚胎中实现了精确的突变位点修复。
该文章提供了可靠的实验数据，证实了单碱基编辑系统可以针对特定类型的单碱基突变细胞或胚胎基因组进行精确的修复。东南亚地区中-28(A>G)携带者、纯合体病人和混合基因型重症病人发生率高，如果能在胚胎水平实现50%的修复效率，那么有可能使携带者的杂合子后代减少获得该点突变遗传的概率，而纯合体病人和混合基因型重症病人有望得到彻底的病情缓解甚至彻底地解决。
据悉，该工作主要由第一作者梁普平博士和丁晨晖博士等完成，黄军就教授、周灿权教授和松阳洲教授为共同通讯作者，第一完成单位为中山大学生命科学学院。值得一提的是梁普平博士和丁晨晖博士还是2015年首次在三原核胚胎中进行基因编辑尝试的第一作者，在上述系列科学研究中做了非常出色的工作。
参考文献：
Liang, P., Xu, Y., Zhang, X., Ding, C., Huang, R., Zhang, Z., ... & Huang, J. (2015). CRISPR/Cas9-mediated gene editing in human tripronuclear zygotes. Protein & cell, 6(5), 363-372.
Ma, H., Marti-Gutierrez, N., Park, S. W., Wu, J., Lee, Y., Suzuki, K., ... & Darby, H. (2017). Correction of a pathogenic gene mutation in human embryos. Nature, 548(7668), 413-419.
Liang, P. et al. Effective gene editing by high-fidelity base editor 2 in mouse zygotes. Protein & cell (2017).
通讯作者与第一作者简介：
黄军就，中山大学生命科学学院教授，博士生导师，副院长。中山大学双一流平台的细胞生物学平台中“细胞基因编辑研究和应用”方向的团队负责人。在Molecular Cell、Cell Research、Stem Cells、Aging Cell、Protein Cell等国际高水平杂志上发表论文43篇，总影响因子达250，其中第一作者/通讯作者论文28篇。论文总引用超1000次。世界上首次在人类胚胎水平通过基因修饰方法修正地中海贫血的突变基因，研究工作被Nature、Science等全球100多家科技媒体的热点报道。2011年获评为广州市首批珠江科技新星；2014年入选广东特支计划百千万青年拔尖人才；2015年，《自然》评选黄军就为年度十大科学人物；2016年，获得中国干细胞协会评“干细胞青年研究员奖”；2017年，中国遗传学会基因编辑分会学术委员。科研工作获得国家重点研发计划，国家基金委面上项目等资助。
周灿权， 中山大学附属第一医院教授，博士导师，副院长。妇产科学首席专家、学术带头人。中华医学会生殖医学分会第二届主任委员、中华医学会生殖医学分会第二届临床学组组长、广东省生殖医学重点实验室主任等。从事妇产科学医、教、研工作30多年，在国内率先建立单精子卵母细胞浆内显微注射技术和胚胎植入前遗传学诊断技术，率先应用经阴道超声引导下的减胎术处理早期多胎妊娠。参与指导了国内众多的生殖中心的建设，是推动我国生殖医学发展的学科带头人之一。近年，带领技术团队进一步深化胚胎植入前遗传学诊断技术、生殖力的保存和保护、人胚胎干细胞建系、核移植等技术的研发，先后参与或承担了包括国家科技部973、863项目的一级子课题在内的34项科研项目。
松阳洲，中山大学生命科学学院教授，博士生导师。广州市抗衰老重点实验主任。1998年起在美国贝勒医学院任助理教授，历任副教授、正教授和讲席教授。2009年-2016年担任生命科学学院院长。中组部首批"千人计划"入选者，科技部国家重大科学研究计划和重点研发计划首席科学家。研究重点围绕衰老和再生的分子机制做出了独创性的贡献，对人体细胞端粒调节机理和胚胎干细胞的蛋白组学和功能性的研究处于国内外相关领域的前沿。曾荣获Scientist报年度最佳论文奖和Cell杂志30年最佳30篇文章奖，Irvington Institute Postdoctoral Fellowship等荣誉。兼任Science, Nature, Cell, PNAS和JBC等国际刊物的审稿人。迄今已在Nature, Science, Cell, PNAS, Nature Cell Biology, Molecular Cell等国际知名杂志上发表论文120多篇，总引用次数超过12000次，2015年H-index为52。科研工作获科技部国家重大科学研究计划和国家重点研发计划、国家自然科学基金重大研究计划等项目的资助。
梁普平，中山大学生命科学学院特聘副研究员。2015年获博士学位。博士期间协助搭建中山大学首个动物转基因平台，建立了基因打靶及基因编辑技术体系，制备30余种基因修饰小鼠模型。作为第一作者，在世界上首次在人类胚胎中利用CRISPR/Cas9技术编辑地中海贫血的突变基因HBB；系统地分析了SaCas9、HF2-BE2等编辑效力；首次利用单碱基编辑系统在人胚胎中特异地修复了点突变。目前主持国家自然科学基金青年基金项目、广州市科技计划项目、中山大学青年教师培育等项目。
丁晨晖，中山大学附属第一医院助理研究员。毕业于中国科学院昆明动物研究所，获博士学位，之后在中国科学院动物研究所生殖与计划生育国家重点实验室完成博士后课题，主要研究方向为胚胎早期发育，再程序化，基因编辑等。现工作从事胚胎实验室工作，擅长胞浆内单精子注射，胚胎活检，胚胎及卵子冷冻解冻等技术。科学研究获得国家自然科学基金面上项目和青年项目，广东省级科技计划专项等资助，发表高水的论文30余篇。
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