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基因编辑治疗行业分析

科学原理：认识DNA——DNA缺陷伴随一生且可能影响后代

什么是DNA?

了解基因疾病、遗传疾病，首先需要了解致病机理发生的物质

——DNAo脱氧核糖核酸(DNA)是人类存储遗传信息的物质。DNA

通常由2条DNA链形成互相缠绕的双螺旋结构。DNA的基本组成单

位是4种核昔酸：腺瞟吟(Adenine,A)、胸腺喀咤(Thymine,T)、

胞喀咤(Cytosine,C)、鸟喋吟(Guanine,G)。每个核甘酸由3

部分组成：磷酸基、五碳糖、碱基。4种核甘酸的碱基不同。单个

DNA链之间的核甘酸由五碳糖和磷酸基之间的共价键相连，2个链

条间则由碱基之间的氢键相互吸引，形成双螺旋结构。2个碱基通过

氢键相连的现象被称为碱基配对。碱基配对(basepairing)中A与

T配对，C与G配对。

DNA如何影响我们？

DNA通过蛋白控制影响着身体的活动和表征。DNA转化为蛋白质的

过程分为两大步，第一步：DNA转化为mRNA,这一步骤称为转录

(transcription),发生在细胞核内；第二步：mRNA转化为蛋白质，

这一步骤称为转译(transation),发生在细胞质中。mRNAMDNA

转化为蛋白质的中间体，这也是它名称的由来，即信使RNA

(messengerRNA)。通俗来讲，DNA类似于底稿，DNA发生的改

变会一直存在于体内，由此细胞分裂新产生的细胞也会继承这些改变,

因此DNA的改变有很大概率会伴随一生，其中性细胞中DNA的变

化甚至能够遗传至下一代。同时部分DNA片段会影响mRNA产生的

速率与表达量。mRNA类似于说明书，能够指导自身细胞生产出特

定的蛋白。蛋白则是最终生产得到的工具，对生物个体的各项指标直

接产生作用。mRNA或蛋白的变化不会被继承或遗传。这一条转录

转译链被称为生物学“中心法则”(TheCentraDogma)。

DNA与基因疾病和遗传性疾病

根据美国国家癌症研究院的定义，遗传性疾病(hereditarysyndrome)

通常指部分或完全由具有遗传性的基因或染色体异常导致的疾病。根

据美国国家人类基因研究院的定义，基因疾病(geneticdisorder)指

完全或部分由于DNA序列异常导致的疾病。遗传性疾病和基因疾病

虽然不完全相同，但包含了很多重叠的病症。DNA作为人类遗传物

质的存储载体，深藏在细胞核中。一方面受到细胞结构和人体免疫机

制的层层保护，不易发生改变；但另一方面，在出现基因异常时，现

有的医学技术也难以提供有效的治方案。同时，DNA异常通常会

伴随患者一生，且有很大几率遗传至后代，因此，患者疾病负担大,

且缺乏有效的治手段。除此之外，许多罕见病是由基因缺陷造成的。

大部分具有缺陷的基因，会导致基因的携带者难以生存。由于基因是

遗传信息载体，因此在长时间的自然选择中，这类基因难以被继承,

所以许多基因疾病/遗传疾病都属于未被满足的医需求。

工程原理：基因编辑——精准定位、永久修正

精确定位是基因编辑的核心

基因编辑工具使人类拥有了定向改变DNA或RNA的能力。通过插

入、删除、替代特定位点的核苜酸，我们能够改变基因表达，进而长

久地影响蛋白序列或结构。援引发表在YaeJournaofBioogyand

Medicine上的文章“GenomeEditing:PastPresent,andFuture”的内

容，历史上，人类不断探索能够改变基因的方式。在20世纪时，人

类曾通过化学法、放射法改变肿瘤细胞的DNA,扰乱肿