这些超级英雄的形象塑造于上世纪五六十年代，那时候没有太多人去追究超能力获得的科学依据。不过近两年的剧中加入了CRISPR 基因编辑技术的科学背景。

《X档案》中对 CRISPR 基因编辑的涉及

获得超能力显然不能当真，但 CRISPR 基因编辑技术是真实存在的，而且也确实将一些科幻情节变成了现实。

以往CRISPR-Cas9工具存在编辑效率不足、安全性低下等问题，而新型单碱基编辑器ABE和CBE的出现，克服了以上弊端，使得基因编辑更加高效、精准。科学家们已将这一利器应用于小鼠模型中并获得了振奋人心的效果，但在非人灵长类动物模型中，对如何将这一工具递送进去，以及它的治疗效果仍然知之甚少，严重限制了单碱基编辑技术在临床治疗中的应用。

2021年5月19日，美国Verve Therapeutics公司的Sekar Kathiresan团队在《Nature》发表题为“In vivo CRISPR base editing of PCSK9 durably lowers cholesterol in primates”的论文。文章成功的利用脂质纳米颗粒（LNPs）将单碱基编辑工具ABE导入了非人灵长类模型中，并利用这种方法实现了PCSK9基因剪接位点的单碱基精准编辑并有效降低了低密度脂蛋白的水平，这为单碱基编辑在临床中的应用奠定了基础。

PCSK9是降血脂和预防心血管疾病的重要靶点。研究者的思路是，用单碱基编辑工具ABE精准编辑PCSK9的基因剪接位点，最终持久抑制PCSK9的表达。为此，研究者首先根据ABE的活性窗口和PCSK9剪接受体/供体位点的序列特征，设计出20条gRNAs。随后研究者通过脂质纳米颗粒转染ABE的 mRNA/gRNA的方式在人原代肝细胞、食蟹猴原代肝细胞及小鼠肝脏中筛选出了最优gRNA——靶向PCSK9基因1号外显子剪接供体的PCSK9-1 gRNA，编辑效率达到了60%（图1）。

图1. 在人原代肝细胞、食蟹猴原代肝细胞及小鼠肝脏中筛选出最优gRNA

筛选好了sgRNA，研究者便开始开展非人灵长类模型的研究，用食蟹猴对其效果进行检测。结果显示，治疗后食蟹猴肝脏中PCSK9靶位点的编辑效率可达63%，血液中PCSK9蛋白降低81%，低密度脂蛋白（LDL）胆固醇水平降低65%，这表明脂质纳米颗粒介导的单碱基编辑技术可实现食蟹猴肝脏中PCSK9靶位点的高效精准编辑并具有潜在的治疗意义（图3）。

图3. 食蟹猴中对PCSK9的短期编辑效果、PCSK9表达及LDL胆固醇水平

之后，文章还分析了PCSK9基因编辑后PCSK9和LDL胆固醇水平降低的持久性。结果显示，治疗一周后血液中PCSK9水平、LDL胆固醇和脂蛋白的水平会显著降低，且可持续至少8个月（图4）。文章还开展了一项持续至今的长期研究根据LNPs剂量检验食蟹猴对单碱基编辑的药物耐受性。结果显示，治疗后，肝脏指标AST和ALT会有瞬时中度上升，但两周后恢复正常。此外食蟹猴并无其它异常。

图4. PCSK9基因编辑后PCSK9和LDL胆固醇水平降低的持久性

目前单碱基编辑工具在DNA水平和RNA水平可能存在不同程度的脱靶风险。脱靶效应也就是，在识别错别字的时候，可能会误伤其他正常的DNA序列（图5）。

图5. 脱靶效应（转自科普中国）

为此，研究者对ABE在DNA水平的脱靶效应进行分析。借助于新的脱靶分析方法ONE-seq和定向PCR扩增测序，文章发现肝细胞和肝脏组织中仅1处位点有较明显的脱靶效应但脱靶位点的编辑效率<1%（图6-7）。RNA水平的脱靶效应发现，其在RNA水平并无明显的脱靶效应（图8）。以上结果表明，非人灵长类动物中，通过LNPs递送的ABE单碱基编辑有较高的安全性。

图6.分析食蟹猴原代肝细胞、肝组织及人原代肝细胞的脱靶位点

图7.DNA水平脱靶分析

此外，《Nature Biotechnology》杂志还发表“In vivo adenine base editing of PCSK9 in macaques reduces LDL cholesterol levels”的文章，该研究也是借助于LNP递送ABE系统，在小鼠和非人灵长类动物中成功实现了肝脏组织中PCSK9基因的精准编辑，最终有效降低了血液中PCSK9和LDL蛋白的含量^[2]。