生物通报道  人们一直很期待定向的基因组改造工具。然而传统的基因组靶向修饰方法，如同源重组和逆转录病毒法，不仅效率低，特异性也不高。

锌指核酸酶（Zinc-finger nucleases, ZFN）技术是近年来科学家们开发的一种基因组靶向修饰新技术。ZFN是人工改造的限制酶，由锌指结构的DNA结合结构域和DNA切割结构域融合而成。它们能够识别并结合指定的位点，高效且精确地切断靶DNA。随后细胞利用天然的DNA修复过程——“同源定向修复”或“非同源末端连接”来治愈靶的断裂。这样，研究人员就能够随心所欲地进行基因组编辑，包括基因修复、基因删除和定向的基因添加。

作为一种可能在临床中得到广泛应用的朝阳技术，锌指核酸酶得到了多方关注，并已经在几种不同系统内成功靶定了基因组，为生物学研究提供了新型工具。近期有报道称桑加莫生物技术公司利用ZNF技术生成的CCR5修饰自体T细胞产品SB-728-T，作为首个进入临床的基因修饰药物，在治疗HIV/AIDS的I期临床研究中获得了令人满意的结果。不断传来的进展消息让科学家们感觉将ZFN技术广泛应用到遗传学研究及基因治疗中的似乎已是指日可待了。

然而近日发布在国际著名科研期刊Nature官网上的一篇新闻报道有可能促使科学家们在真正将ZNF技术运用到临床中去之前更慎重地开展更多的相关检测研究。根据这则新闻的报道， 在8月7日同时发表在Nature出版社旗下子刊《Nature Biotechnology》和《Nature Methods》的两篇研究论文中，研究人员指出这一技术在进行基因修饰过程中存在着脱靶现象（off-target）。

生物通推荐原文索引

An unbiased genome-wide analysis of zinc-finger nuclease specificity.Nature Biotechnology Year published: (2011)DOI:doi:10.1038/nbt.1948

Revealing off-target cleavage specificities of zinc-finger nucleases by in vitro selection.Nature Methods Year published: (2011) DOI: doi:10.1038/nmeth.1670

在第一篇文章中，来自德国癌症研究中心的肿瘤学家Christof von Kalle及其同事利用一种新方法检测了锌指核酸酶在细胞基因组中的插入位点。他们发现这些锌指核酸酶生成了错误的DNA断裂，而这些断裂位点根本无法用常规的方法进行预测。

对此，美国犹他大学生物化学家Dana Carroll（未参与该研究）发表评论说：“这一研究为锌指核酸酶研究领域提供了一个重要的教训。它表明当你在细胞中确实观测到锌指核酸酶完成了对DNA的切割时，有可能同时会发生某些之前你预计不到的事情。 ”

在第二篇文章中，来自哈佛大学的化学生物学家David Liu也采用一种新方法检测了锌指核酸酶生成的非特异性DNA断裂。David Liu研究小组成员首先在一个大型的DNA文库中筛选出了能被两种锌指核酸酶识别的DNA片段。随后，他们在人类基因组中搜寻相似的序列，并检测了锌指核酸酶对体外培养的人类细胞中这些相似序列的识别切割情况。

David Liu发现在这些人类细胞中锌指核酸酶造成了比预期更广泛的DNA断裂。他们采用的其中一种锌指核酸酶与HIV临床试验中采用的非常相似。研究人员发现在个别情况下，这种锌指核酸酶可导致与癌症相关的一种基因附近的DNA断裂。

加州大学分子生物学家David Segal（未参与这项研究）表示：“目前尚无法预计这是否会对患者构成危险，因为在这项研究中David Liu用锌指核酸酶检测的是培养的白血病细胞，而临床试验药物靶向的是一种免疫细胞——T细胞。”

桑加莫生物技术公司的首席科技官Philip Gregory慎重地表示在得知David Liu和von Kalle的研究结果后，他们就对所采用的锌指核酸酶进行了更进一步的优化。在正式进入临床实验前，他们将超过10亿个遗传修饰的细胞植入到了150只动物中，对其副作用进行了检测，以确保使用的锌指核酸酶的安全性。

（生物通：何嫱）