美国加州大学伯克利分校Doudna等报告了基于CRISPR-Cas12a2的全新可编程细胞清除策略，CRISPR-Cas12a2被特定mRNA激活进而无差别粉碎染色质、诱导细胞死亡，精准杀死携带特定突变基因的细胞。不局限于修复或敲除突变基因，而是精确地将携带突变抑癌基因的细胞彻底清除，为靶向不可成药肿瘤突变另辟蹊径。（Nature. 2026年6月8日在线版）

这一方法依赖于CRISPR-Cas12a2可被特定mRNA激活进而无差别粉碎染色质、诱导细胞死亡的特性，精准杀死携带特定突变基因的细胞。该研究通讯作者是因共同发现CRISPR-Cas9基因编辑技术获2020年诺贝尔化学奖的Jennifer Doudna，第一作者为曾京昆。

CRISPRCas12a2是CRISPR家族中功能非常特别的一员。Cas12a2于2023年被发现，是一种受RNA引导、RNA触发的核酸酶，它在识别到与之完美匹配的靶标RNA（如来自突变型p53基因的信使RNA）时，即会被激活，随后无差别切割RNA和DNA，造成染色质粉碎（Chromatin Shredding），在细胞内无差别切割所有双链DNA，制造大量遍布全基因组的DNA双链断裂。

这种级别DNA损伤远超细胞修复能力上限，会立即触发强烈的DNA损伤应答，以细胞周期停滞、细胞凋亡为主要途径，伴随坏死和炎症性死亡等方式导致细胞进入休眠或死亡，科学家形象地称其为“基因碎纸机”。

这种机制使得Cas12a2可被设计成RNA感知的细胞自毁开关，只有当细胞表达特定RNA序列时，Cas12a2才被激活，进而在细胞内造成广泛DNA损伤，触发DNA损伤应答、细胞周期阻滞、细胞死亡。若RNA无法完美匹配，哪怕只是两个碱基错配，Cas12a2也会始终保持沉默状态，细胞生命活动不受影响。实验条件下未观察到任何有意义的脱靶激活，真正实现了 “非靶标不杀伤” 的超高特异性。

研究首先在细胞中测试了CRISPR-Cas12a2的性能，发现Cas12a2不仅可降解裸露的质粒，还可有效切割染色质结构。实验中，Cas12a2倾向于切割核小体之间的连接区，形成特征性的DNA阶梯状条带。Cas12a2的杀伤效力与靶标RNA的丰度呈正相关。

研究者针对EGFR E746_A750缺失突变设计了跨接头gRNA，成功在细胞模型中实现了对突变细胞的特异性杀伤，其50%生长抑制浓度（GR₅₀）仅为0.055 nM，而对野生型细胞无影响。

研究者设计了能区分单个碱基差异的引导RNA，成功实现了对携带TP53单核苷酸点突变的肿瘤细胞的高效选择性杀伤，而对表达野生型p53的正常细胞毫无影响。动物模型实验显示，通过脂质纳米颗粒将编码Cas12a2的mRNA和靶向癌基因（如c-MYC和p53 R248Q）的引导RNA递送入小鼠体内，成功显著减少了肿瘤负荷。TP53 R248Q中，选择性最高的R248Q gRNA3对突变细胞的抑制力比野生型细胞高出约100倍。

研究者在c-MYC肝癌和p53 R248Q突变肺癌异种移植小鼠模型中进行了实验。脂质纳米颗粒递送的CRISPRCas12a2可显著降低小鼠肿瘤负荷、延缓肿瘤转移，且未检查到明显的毒性或组织损伤。提示Cas12a2系统不仅可实现高精度识别，还具备在动物模型中选择性清除肿瘤细胞的潜力。

《自然》杂志5月刊发的一项研究显示，靶向 HPV18 E6 或 E7 转录本的 Cas12a2，对 HPV 阳性的 HeLa 细胞实现了94% 的清除率，而对不携带 HPV 的健康 HEK293 细胞则完全没有杀伤效果。在 HPV16 阳性的头颈癌患者来源异种移植小鼠模型中，通过瘤内注射LNP包裹的 Cas12a2 mRNA 与靶向 E6 的引导 RNA，显著抑制了小鼠体内的肿瘤生长，且肿瘤组织中检测到了明确的凋亡标志物，证实了这套系统在体内的有效性与安全性。

通过优化引导 RNA 设计，让Cas12a2实现了单碱基分辨率的识别，能精准识别并被KRAS G12C突变转录本激活，杀死携带突变的癌细胞，而对高表达野生型KRAS的正常细胞完全无影响。天然携带KRAS G12C突变的非小细胞肺癌NCI-H23细胞中，Cas12a2实现了50%的细胞清除；与FDA批准的KRAS G12C靶向药索托拉西布联用，细胞清除率从单药的65%提升至85%以上。对已产生索托拉西布耐药性的肿瘤细胞，Cas12a2仍能实现51%的清除率。

研究解读

该技术从实验室走向临床，仍需经历漫长安全性和有效性验证。研究结果主要来自体外细胞实验与小鼠模型，要应用于人类患者，还需解决递送系统优化、长期安全性评估、核酸酶免疫原性等问题。

Cas12a2不需要与突变蛋白结合，只要检测到突变RNA即可触发疗效，这绕过了p53等转录因子难以设计小分子药物的困境。Cas12a2 介导的RNA触发细胞清除策略，提供了肿瘤治疗新思路，从靶向蛋白到靶向RNA，不再需要寻找能结合突变蛋白的小分子，而直接将突变RNA作为细胞身份标志。不必再致力于恢复致病基因的正常功能，而是直接清除表达致病转录本的细胞。这项技术具有高度可编程性，通过制造不同的gRNA即可靶向不同突变，只需改变 gRNA 的序列，即可快速开发针对任何RNA靶点的新疗法，较传统疗法迭代快。

Cas12a2将CRISPR技术从“基因编辑工具”拓展为“可编程细胞清除工具”，扩大了CRISPR技术的功能边界，为长期困扰肿瘤学界的不可成药靶点问题及包括肿瘤在内的多种疾病的治疗提供了全新思路。 （编译 赵可昕）