时间控制在CRISPR核酸药物的安全成药过程中，始终是一个核心关键。道理很明确：如果CRISPR在体内持续活跃的时间过长，非预期基因组改变的风险——如脱靶编辑、染色体重排——就会显著上升。而一旦DNA编辑完成，结果通常稳定存在，不需要CRISPR一直保持高活性状态。
目前，数个已进入临床试验后期的CRISPR技术，包括首个获批的药物Casgevy，已展现出基因编辑治疗疾病的巨大潜力【1】。然而，它们在时间控制方面，主要依赖RNA或蛋白组分的自然降解，这是一种“被动方式”。自然降解虽有一定效果，但与“主动控制”存在本质区别。主动控制意味着我们能够通过外部信号决定编辑的启动与终止，这无疑能进一步提升精准度与安全性，也更便于扩展CRISPR的应用范围。
实现主动控制面临不小的挑战。CRISPR核酸酶起源于微生物的防御系统，催化活性极高。但治疗性基因编辑要求它只能在特定细胞、特定基因组位点、特定时间窗口内发挥作用。在众多外部触发方式中，合成且正交的小分子药物提供了一条较为可行的路径。所谓“正交”，即该编辑系统只受外源性小分子药物调控，而不会被体内内源或环境外源因素干扰。小分子药物组织分布广泛，能跨越血脑屏障，调控动态可逆，这些优势使其非常适合作为体内基因编辑的外源开关。
王宇团队早在2018年就报道过初代药控系统HIT（Hybrid Inducible Technologies）系列。这套系统是首批采用蛋白核定位调控策略来控制CRISPR的技术之一，通过化学药物控制核酸酶能否进入细胞核，从而调控CRISPR是否接触位于细胞核内的基因组靶点，实现药物调控（Nucleic Acids Res., 2018; Mol. Ther. Nucleic Acids, 2018）【2, 3】。不过，HIT系统当时主要限于细胞层面的短时间测试，距离更高要求的体内验证，尤其是治疗性应用，仍有明显差距。
2026年5月27日，中国科学院深圳先进技术研究院定量合成生物学全国重点实验室/合成生物学研究所的王宇团队，在多年研究基础上，联合复旦大学附属眼耳鼻喉科专科医院的洪佳旭团队，在Science Translational Medicine以封面论文形式发表了成果。论文题为“Coordinated regulation using small-molecule drugs enables controlled therapeutic genome editing and enhanced genomic precision in situ”，报道了升级版的小分子可控CRISPR系统，这标志着推动CRISPR核酸药物向更严谨、更精准、更主动可控的方向迈出了关键一步【4】。
期刊封面图（封面设计：王宇/洪佳旭团队）
研究人员开发了两套系统，分别命名为PRINCE和Little Prince。PRINCE的全称是“nuclease proteins and guide RNAs both inducible for programmable nucleases under control effectively”，意为“核酸酶蛋白和向导RNA均可被诱导，从而有效控制可编程核酸酶”。这个名字本身体现了系统的核心设计：并非只控制一种组分，而是协同控制核酸酶蛋白和向导RNA。Little Prince则是面向体内递送的紧凑版本。作者是《小王子》的爱好者，借用这个迷你系统的名字，向这部跨越时空的经典作品致敬，同时期望通过对编辑系统时间维度的更好掌控，为患者，尤其是儿童罕见病患者，提供更精准、更安全的基因治疗选择【5】。
在这项工作之前，包括HIT在内的诱导型CRISPR系统，通常只控制编辑蛋白，或者只控制向导RNA。王宇团队发现，单独控制其中一种组分，不足以实现严格调控，尤其是在编辑系统长期稳定表达时，容易产生背景活性。
因此，PRINCE和Little Prince首次采用“双层协同控制”。第一层控制核酸酶蛋白，通过小分子响应的调控模块，如核定位调控或蛋白稳定性调控，来调节核酸酶的功能状态；第二层控制向导RNA，比如通过多西环素响应系统来调节向导RNA的产生。这种协同调控有助于在编辑效率与调控严密性之间取得平衡：既能保持有效的靶向编辑活性，又能最大程度降低无诱导剂条件下的背景编辑和脱靶风险。
在人源细胞中，当PRINCE构件稳定整合到基因组后，即使经过长期培养，系统依然能保持严格控制。在无诱导剂条件下，细胞仅显示出极低的背景活性；同时，在连续两年的培养过程中，只需短暂暴露于药物诱导剂24小时，就能有效激活编辑。全基因组分析进一步显示，与持续表达型CRISPR系统相比，PRINCE产生的脱靶位点显著减少。基于该设计原则，研究团队又将其扩展至先导编辑，通过协同调控系统中的切口酶与向导RNA，实现了先导编辑的严格主动控制。
为了让系统更适合体内递送，研究团队进一步创建了Little Prince。这个基于小型核酸酶构建的紧凑版本，可装入单个腺相关病毒载体（AAV）中。
在高胆固醇血症人源化小鼠模型中，研究人员用AAV8递送Little Prince，在肝脏中靶向人源PCSK9。在药物诱导后，系统在体内原位产生了强效编辑；而未接受药物诱导的小鼠，其背景编辑水平与阴性对照（包括无编辑器对照）相当。功能检测结果显示，血清总胆固醇和低密度脂蛋白胆固醇下降约一半。
在复旦大学洪佳旭团队的合作支持下，研究人员还在人源化新生血管性年龄相关性黄斑变性小鼠模型中测试了Little Prince。该系统靶向视网膜中的人源VEGFA。药物诱导显著降低了病理性血管渗漏与病灶面积，且视网膜电图检测显示视网膜功能得到改善。
总体来看，在细胞和动物实验中，与持续表达型编辑器相比，Little Prince展现出更少的脱靶位点以及更低的脱靶编辑频率。这些结果支持一个重要结论：严谨的主动时间控制，可以在保留具有治疗意义的靶向编辑活性的同时，提高治疗性基因编辑的精确性与基因组安全性，有望优化编辑技术成药的有效性/安全性平衡。
在此基础上，研究团队进一步评估了该策略的长期安全性，并拓展至碱基编辑、先导编辑等更多编辑器以及疾病谱。在有效性与安全性得到充分验证后，该策略将推进至临床转化（未发表结果）。
在随论文一同发表的summary中，编辑指出，控制基因编辑的持续时长有望提升安全性，但精准的时间控制是一大挑战，而这项工作成功解决了该问题，并显示出临床转化潜力。
这项研究也体现了一个重要的领域交叉理念：将小分子药物这个“传统”药物形式，与CRISPR这个“现代”基因治疗药物形式相结合。小分子药物虽然历史悠久，但其组织分布、给药调控和可逆性等经典优势，恰好能为基因编辑技术提供所需的时间控制能力。没有过时的领域，只有不可替代的经典优势与价值。
中国科学院深圳先进技术研究院定量合成生物学全国重点实验室/合成生物学研究所助理研究员张菊、深圳大学博士后陈丽、复旦大学附属眼耳鼻喉专科医院朱星宇为该论文的共同第一作者。中国科学院深圳先进技术研究院定量合成生物学全国重点实验室/合成生物学研究所研究员王宇和复旦大学附属眼耳鼻喉专科医院洪佳旭为共同通讯作者。周行涛、蔡雨珊、韦诗弦、周旭娇、石咏诗、刘传承、黄成思、毕胜光、吴凤梅为参与作者，对本项工作做出重要贡献。
参考资料
1.H. M. Barber, A. A. Pater, K. T. Gagnon, M. J. Damha, D. O"Reilly, Chemical engineering of CRISPR-Cas systems for therapeutic application, Nat. Rev. Drug Discov. 24, 209-230 (2025).
2. J. Lu, C. Zhao, Y. Zhao, J. Zhang, Y. Zhang, L. Chen, Q. Han, Y. Ying, S. Peng, R. Ai, Y. Wang, Multimode drug inducible CRISPR/Cas9 devices for transcriptional activation and genome editing, Nucleic Acids Res. 46, e25 (2018).
3. C. Zhao, Y. Zhao, J. Zhang, J. Lu, L. Chen, Y. Zhang, Y. Ying, J. Xu, S. Wei, Y. Wang, HIT-Cas9: A CRISPR/Cas9 Genome-Editing Device under Tight and Effective Drug Control, Mol. Ther. Nucleic Acids 13, 208-219 (2018).
4. J. Zhang, L. Chen, X. Zhu, Y. Cai, S. Wei, X. Zhou, Y. Shi, C. Liu, C. Huang, S. Bi, F. Wu, X. Zhou, J. Hong, Y. Wang, Coordinated regulation using small-molecule drugs enables controlled therapeutic genome editing and enhanced genomic precision in situ, Sci. Transl. Med. 18, eadx7857 (2026).
5. A. de Saint-Exupéry, The Little Prince (Reynal & Hitchcock, New York, 1943).
