基因編輯是近年來發(fā)展起來的可以對基因組完成精確修飾的一種技術(shù)，可完成基因定點InDel突變、敲入、多位點同時突變和小片段的刪失等。這項革命性的技術(shù)可讓研究人員精確地改變基因組，從而有著廣泛應(yīng)用，包括基礎(chǔ)研究、生物技術(shù)和人類基因療法。與傳統(tǒng)的TALEN和ZFN技術(shù)相比，CRISPR/Cas9系統(tǒng)更便捷、高效，應(yīng)用也更廣泛，目前該技術(shù)成功應(yīng)用于人類細胞、斑馬魚、小鼠以及細菌的基因組精確修飾。

自從基因組編輯技術(shù)引爆科學(xué)界熱潮以來，就有許多研究小組發(fā)現(xiàn)具有脫靶問題。在2013年6月，來自麻省總醫(yī)院的研究人員發(fā)現(xiàn)使用CRISPR-Cas RNA引導(dǎo)性核酸酶的一個重要局限：會在預(yù)期靶點以外的位點上生成多余的DNA突變。另有研究直接說明了CRISPR/Cas9存在嚴重的脫靶性，即該技術(shù)可以發(fā)生非特異性切割，引起基因組非靶向位點的突變，這樣會造成研究結(jié)果的不確定性以及研究工作的大量增加，這一問題嚴重地限制了Cas9的應(yīng)用。

對于基因組編輯技術(shù)脫靶效應(yīng)的檢測，科學(xué)家們從來沒有停止過探索。在2014年6月，弗吉尼亞大學(xué)醫(yī)學(xué)院的研究人員設(shè)計出一種方法，可檢測風(fēng)靡科學(xué)界的CRISPR/Cas9基因編輯系統(tǒng)中意想不到的副作用，相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在《Nature Biotechnology》，相關(guān)閱讀：檢測CRISPR/Cas9基因編輯系統(tǒng)的副作用。1個月后，中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院和北京生命科學(xué)研究所（NIBS）的研究人員，在《Cell Research》發(fā)表的一項研究中，利用一種公正的全基因組ChIP-seq方法，分析了人類基因組中CRISPR/Cas9的結(jié)合脫靶效應(yīng)，相關(guān)閱讀：NIBS張昱《Cell Res》解析CRISPR/Cas9脫靶效應(yīng)。新年伊始，美國希望之城貝克曼研究所和浙江大學(xué)第一附屬醫(yī)院的研究人員在《Nature Biotechnology》描述了一種新策略，有望幫助科學(xué)家檢測基因組編輯技術(shù)中的脫靶效應(yīng)。

近年來，雖然科學(xué)家精確控制基因組中特異位點變化的能力已經(jīng)大大增加，但是對于測量內(nèi)源性基因組位點產(chǎn)生的不同基因組編輯結(jié)果，仍然缺乏一組綜合、標(biāo)準的分析。最近，來自斯坦福大學(xué)、喬治亞理工學(xué)院和埃默里大學(xué)的三名科學(xué)家在Cell旗下子刊《Trends in Biotechnology》發(fā)表題為“Quantifying on- and off-target genome editing”的綜述文章。本文通訊作者是斯坦福大學(xué)醫(yī)學(xué)院教授、CRISPR Therapeutics公司創(chuàng)始人Matthew Porteus 博士。Porteus博士在博士后工作期間，開始進行基因組編輯方面的研究，他首次發(fā)現(xiàn)，可以利用人工核酸酶，通過同源重組通路，對人類細胞基因組進行精確修飾，從而影響特定基因的表達。目前，Porteus博士主要進行遺傳性疾病基因組修飾療法的研究開發(fā)。

在2014年10月份，Porteus博士參與的一項研究結(jié)果發(fā)表在《Nature》雜志，該研究設(shè)計了一種新方法，實現(xiàn)了許多從事遺傳疾病治療臨床醫(yī)生的誘人目標(biāo)：將缺陷基因的功能性拷貝插入到患者的基因組中。隨后在11月份，Porteus博士與印第安納大學(xué)、德克薩斯大學(xué)的科學(xué)家們共同合作，用基因組編輯技術(shù)，“編輯”產(chǎn)精成人干細胞的基因組，在實驗中他們使小鼠細胞中一個突變基因的DNA雙鏈斷裂，然后通過一個稱為同源重組（homologous recombination）的過程修復(fù)了DNA，以正確的片段取代有缺陷的片段。該研究涉及精原干細胞，它們是精子生產(chǎn)的基礎(chǔ)，是向下一代傳遞遺傳信息的唯一成人干細胞。修復(fù)細胞中的缺陷，從而可以防止突變被傳遞給后代。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在《PLOS ONE》雜志，相關(guān)閱讀：2篇論文利用基因組編輯治療遺傳疾病。

在這篇綜述當(dāng)中，研究人員回顧了當(dāng)前用于量化基因組編輯精準打靶和脫靶效應(yīng)的分析方法，并描述了它們在推進這一技術(shù)發(fā)展中的效用。研究人員還強調(diào)，量化基因組編輯打靶和脫靶結(jié)果的分析方法仍然滿足不了當(dāng)前的研究需要，并討論了它們在基因組編輯領(lǐng)域中的重要性。