近日，由首都医科大学杜小燕团队、中国科学院生物物理研究所何顺民团队与成都中科奥格生物科技有限公司潘登科团队合作，在国际知名期刊《Genomics, Proteomics & Bioinformatics》（GPB）发表重要研究成果。该研究首次在全基因组层面系统解析了用于异种移植的GGTA1基因敲除（GTKO）猪及其后代的突变积累规律，明确突变“低风险、可遗传、来源明确”三大特征，为基因编辑供体猪的生物安全性与临床转化提供了坚实科学依据。
GTKO猪及其后代突变规律。首都医科大学供图
近年来，基因编辑猪在异种器官移植的临床转化中取得重大突破，美国和中国已有近十位患者接受了取自基因编辑猪的心脏、肾、肝和胸腺。但是，长期以来，困扰业界的两大疑问 “基因编辑是否引发不可控突变”和突变能否稳定遗传”始终没有得到诠释，成为异种移植技术走向临床的核心瓶颈。在该研究中，作者们通过对5头GTKO-F0代基因编辑猪、3头F1代子代及野生型对照猪进行平均深度110×的全基因组测序，结合多工具突变检测与功能分析，绘制出首张基因编辑猪多代突变图谱。结果显示，每头F0代猪平均携带1205个新生突变，但其中98.3%位于非编码区或为同义突变，仅约8个/个体可能影响蛋白功能，且无一与疾病表型相关。
更重要的是，研究首次明确突变主要来源于电转染操作而非CRISPR/Cas9编辑本身——约62%的突变来自细胞电转阶段，其突变特征与活性氧（ROS）损伤高度吻合。在所有预测的11634个脱靶位点中均未检出突变，结构性变异与微卫星稳定性分析也未见异常。
F1代子猪突变数量（平均18个/个体）与猪自发突变率处于同一量级，编辑基因组表现出良好的遗传稳定性，可通过自然繁育实现扩群。转录组与表型分析进一步证实，GTKO猪生长、繁殖、血液指标等均与野生型无显著差异。
“这项研究不仅回应了行业对基因编辑安全性的核心关切，更指明了通过优化电转染策略提升安全性的工程路径。”作为异种器官移植供体猪研究的国内领军人之一，论文共同通讯作者潘登科研究员表示，该研究提出的突变检测-来源控制-遗传验证标准流程已应用于中科奥格供体猪生产体系。
该研究相关数据已公开于NCBI与国家基因组科学数据中心，供全球共享使用。
异种移植是解决器官短缺问题的重要方向，该研究为推动基因编辑猪走向临床提供了关键数据支撑与技术框架，未来团队将继续深化多基因编辑猪评估与递送技术优化，加速安全有效的异种移植临床转化。
论文链接：https://academic.oup.com/gpb/advance-article/doi/10.1093/gpbjnl/qzaf071/8238670?searchresult=1
GPB杂志推介链接：GPB | 异种移植基因编辑猪及其后代的全基因组累积突变谱系
