当曾京昆给自己的博后导师詹妮弗 · 杜德纳（Jennifer Doudna）发邮件时，原本没抱太大希望。

因为这位忙碌的诺奖得主每天会收到无数封邮件。而曾京昆的想法非常直接：细菌拥有一套自杀酶，识别病毒的 RNA 之后就把自己的 DNA 切碎。癌细胞也包含一段错误的 RNA，那么能不能借这个酶让癌细胞也进行自爆？Doudna 认为这是个非常好的主意。

两年前，曾京昆从英国伦敦来到美国加州大学伯克利分校。当时，他刚刚在英国弗朗西斯 · 克里克研究所拿到博士学位，师从于英国皇家学会院士 John Diffley，读博期间他发了一篇《细胞》一作论文，论文研究了 p53 是如何推动癌细胞全基因组加倍的。博士期间的研究给了他这样一个信念：既然 p53 突变无法修好，那就不如直接把突变细胞杀掉。

这个想法在脑子里转了三年，直到他遇到了 Cas12a2。今年 6 月，他在和当前所在团队在《自然》杂志上证明：这个被科学界惦记了半个世纪的 " 不可成药 " 突变，竟然可以被 Cas12a2 精准识别，并能连同整个癌细胞一起加以清除。

半个世纪的 p53 成药死局

在癌症治疗领域，一直存在一个老难题。p53 是人体体内最核心的抑癌基因，其所扮演的角色相当于细胞里的安全督察。假如 DNA 受到损伤，它就会叫停细胞分裂；假如损伤没被修好，它便启动凋亡程序，诱导异常细胞自我清除。在大约 40% 到 50% 的癌症患者身上，这个督察都是自己先出了 Bug。而 p53 一旦发生突变，癌细胞就少了一道最为关键的枷锁。

更加麻烦的是，p53 蛋白质表面非常光滑，根本没有能够让药物钻进去的口袋。传统的小分子药其实都是抑制剂，对于已经失效的 p53 毫无办法让其重新激活。正因此尽管制药界试了半个世纪，然而至今没有一款获批准的药能直接靶向 p53 突变。

曾京昆的博士论文研究的正是这个难题，他发现 p53 在复制压力的时候会帮癌细胞完成全基因组加倍，从而让肿瘤变得更强悍。正是这个发现让他确信：与其去费尽心思修复 p53，不如干脆掉清除携带 p53 突变的细胞。

问题是如何清除，癌细胞和正常细胞在外表上长得太像了，采用化疗药这种无差别攻击的手段，几乎等于杀敌一千自损八百。假设能找到一种方法，能够阅读癌细胞内部的突变信息，然后进行精准清除，那么就能绕过 p53 蛋白没有成药口袋这个死结。

借细菌免疫，打造 RNA 触发的细胞 " 自杀开关 "

而 Cas12a2 恰恰提供了这种可能，这种酶来源于一部分细菌的免疫系统。它的本职工作是这样的：当病毒入侵细菌时，它会使用向导 RNA（gRNA）来识别病毒的 RNA 序列，一旦能够匹配上，Cas12a2 就会被激活，进而开始无差别切割细胞内的 DNA，通过造成广泛的基因组损伤让被感染的细菌 " 自杀 "。一言以蔽之，这其实是一种牺牲个体、保护族群的防御策略。

（来源：《自然》）

曾京昆的想法是：假如把 Cas12a2 的识别对象从病毒 RNA 换成癌细胞特有的突变 RNA 会怎样？

要知道 Cas12a2 识别目标靠的是向导 RNA，这是一段只有 20 多个碱基的核酸序列，那么只要设计一段向导 RNA，让它和癌细胞里的突变序列完美互补，Cas12a2 就能够在千万条正常的 RNA 中间精准揪出那条出错的。一旦能够识别成功，Cas12a2 就会启动杀伤模式，当把细胞核里的染色质撕成碎片，癌细胞也会随之死亡。

这套系统的安全性与特异性，来自 " 识别 - 杀伤 " 的两步级联机制：第一步是精准识别，只有细胞内存在匹配的突变 RNA 时，Cas12a2 才会从休眠状态激活；第二步是广谱杀伤，激活后的酶会无差别切割 DNA，但正常细胞因不存在靶标突变 RNA，Cas12a2 始终保持失活状态，不会造成误伤。换言之，整套系统的特异性，完全由第一步的 RNA 识别环节决定。

在本次论文里，曾京昆和同事验证了这套逻辑。他们先使用 EGFR 基因做了实验，EGFR 是非小细胞肺癌里最为常见的突变基因之一，其中一种叫做 E746_A750del 的突变，突变原因是基因上丢了 15 个碱基。正是这段缺失让 EGFR 蛋白失去了自抑制能力，导致癌细胞开始疯狂增殖。

基于此，曾京昆设计了一段向导 RNA，将其用于专门识别缺失后形成的新连接处。由于正常细胞里没有这个连接处，所以 Cas12a2 不会被激活。而携带 EGFR 突变的肺癌细胞里，当向导 RNA 一到位，Cas12a2 就能开始工作，将癌细胞杀死。而两种细胞唯一的区别就是那 15 个碱基的缺失。

接下来便是 p53，p53 的突变类型更加多样，最为常见的是单碱基替换。研究中，曾京昆针对多个 p53 单碱基突变设计了特异性的向导 RNA，这些向导 RNA 均能和 Cas12a2 特异性的杀死携带靶标突变的癌细胞，对不携带突变的细胞则无明显杀伤。

由于 p53 突变在癌症里非常普遍，为此曾京昆还分析了一万六千多个肿瘤样本的测序数据，结果发现超过四分之一的 p53 突变属于那种能增强 PFS 识别的类型，另外有将近七成能在突变附近找到 Cas12a2 可用的 PFS 基序，这也意味着在理论上大量 p53 突变患者都有希望从这套方法里受益。

在动物实验层面，研究团队通过脂质纳米颗粒（LNP）包裹 Cas12a2 mRNA 与向导 RNA，以静脉注射的方式完成体内递送，验证了活体层面的治疗效果。

可编程多靶点：应对肿瘤逃逸的天然优势

除了单靶点的精准杀伤，Cas12a2 系统另一大核心优势是天然的多靶点可编程性。

该系统具备高度可编程性：向导 RNA 仅需依据靶标突变的核酸序列进行互补设计，针对全新突变位点的靶向方案数天内即可完成设计与验证。该酶可自主处理 CRISPR 阵列，仅需一条递送载体，即可同时装载多条靶向不同突变的向导 RNA。面对肿瘤异质性与突变逃逸问题，多靶点组合能够形成冗余杀伤机制，大幅降低肿瘤耐药的可能性，这也是传统小分子药物与单靶点疗法难以比拟的优势。

总的来说，从伦敦到加州、从 Diffley 院士到诺奖得主 Doudna，从《细胞》一作论文到《自然》一作论文，曾京昆始终在追踪的问题是：如何更聪明地杀死不该存在的细胞。他此次研究的细胞清除技术给出的答案是，给癌细胞安上一个 " 声控开关 "，让其只有发出错误口令的细胞才会引爆自己，而正常细胞始终沉默。

从实验室到产业：让技术走向真实临床

不过，曾京昆没有把研究成果只留在论文里，他作为主要创始人之一，参与创办了一家中国公司叫无尽方舟，并担任无尽方舟 CTO。无尽方舟是一家专注于长寿的创新生物科技公司，致力于通过 AI 与生命科学融合，加速宠物与人类抗衰老及长寿干预药物研发。

未来 Cas12a2 这套技术平台如果延伸到衰老细胞的清除，将可以和公司的方向存在交集。他表示，创业让他更加清楚实验室里的技术要走到病人体内需要经历什么，这段经历反过来也会助力他设计更有临床转化潜力的课题。

参考资料：

相关论文 https://doi.org/10.1038/s41586-026-10738-7

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