近年来，随着基因编辑技术的兴起与发展，基因治疗从粗暴的缺啥补啥走向精确编辑基因组的时代，也相继出现了锌指核酸酶（ZFNs）、转录激活因子样效应核酸酶（TALENs）和sgRNA引导的CRISPR／Cas9等基因编辑技术。而CRISPR/Cas其灵活性、便捷性、有效性成为当前研究热度最高、应用前景最为广阔的技术之一，被广泛用于单基因遗传病、眼科疾病及肿瘤等疾病治疗领域。
CRISPR/Cas系统本是细菌用以保护自身对抗病毒或噬菌体的一种防护机制，也是一种对付病毒或噬菌体的基因武器，利用这一基因手术刀，可以从多个途径预防病毒对体内正常细胞的感染，抑制或阻止其在体内的复制。迄今，科研人员可利用CRISPR/Cas技术来对目标序列进行精确的定位操作，同时这种能力也为治疗病毒感染性疾病提供了新的手段。当前CRISPR/Cas基因编辑技术已在对抗多种病毒性感染上显示出治疗前景。
- HIV病毒
HIV⁃1感染仍是当前世界公共卫生的主要难题之一，针对该病毒的抗逆转录病毒疗法等有效控制了疾病的发展和蔓延,但是单一依靠该疗法不能完全清除患者体内潜伏的病毒库，患者一停药就将面临复发的危险，因此需要终生服药。而随着基因编辑技术的兴起与成熟，通过利用这种技术在分子水平上实现对HIV⁃1的治疗成为可能。
此前，利用基因编辑技术攻克HIV病毒的消息被各大媒体竞相报道，也使得广大艾滋病患者看到该病有被彻底治愈的希望。HIV⁃1进入人体细胞需要结合细胞表面的CD4受体和CCR5或CXCR4两种趋化因子辅受体中的至少一种．若通过CRISPR基因编辑技术在体外使得骨髓干细胞的CCR5或CXCR4受体基因失活，再将受体基因失活后的骨髓干细胞回输给该患者，那么将可以重建其免疫功能。
已有研究显示，通过对CCR5基因进行32bp（CCR5△32）的删除可使细胞产生对HIV-1感染的抗性，相关研究利用CRISPR-Cas9技术对正常hiPSCs进行了CCR5△32突变，结果显示，33%的细胞发生了双等位基因的定向突变，而在将突变后的hiPSCs诱导分化为单核/巨噬细胞后，这些细胞显示出对HIV感染的抗性。
另外，在靶向病毒DNA、使其失去原致病力的思路下，利用CRISPR/Cas9技术构建靶向HIV-1的LTR U3区的gRNA，该gRNA可以引导Cas9核酸酶识别并切除已经整合到HIV-1感染者基因组中的病毒前基因组DNA，从而成功地抑制了HIV-1病毒在小神经胶质细胞、幼单核细胞和T淋巴细胞中的扩增。基因编辑技术在HIV-1中的应用已经不少研究了。
- 乙型肝炎病毒 (HBV)
乙型肝炎病毒(HBV)慢性感染作为中国乃至全球的重大健康问题，使乙肝患者长期处于肝硬化及肝癌的巨大威胁中，而其中乙型肝炎病毒共价闭合环状DNA(cccDNA)是HBV在肝细胞内复制中必不可少的一环，也是乙肝彻底治愈的关键。然而，目前针对乙肝的治疗药物仅能抑制HBV功能性复制，尚无法彻底清除肝细胞内的cccDNA，为此，多个研究组利用CRISPR/Cas9在乙型肝炎病毒 (HBV) 感染的细胞系中靶向切割HBV的cccDNA，成功地抑制了HBV在细胞内的复制。
- 流感病毒
流感病毒可引起急性呼吸道感染，主要分为季节性流感和大流行流感。季节性流感每年都有发生，而且流感种类非常多，感染后可以导致肺炎和急性呼吸道衰竭，并且往往并发细菌共感染，因此需要对正在传播的病毒株进行密切监视。大流行流感则是一种高致病性流感，每隔一段时间就会发生一次，病毒株会在人群中迅速传播，导致发病率和致死率急剧上升，近年来大流行流感的频繁暴发也带来了巨大的经济和社会负担。
2019年9月16日发表在Nature子刊上一篇题为Enterovirus pathogenesis requires the host methyltransferase SETD3的论文研究发现，在利用基因编辑技术对常见的流感病毒-鼻病毒（EV）中产生SETD3蛋白的基因进行敲除后，病毒停止了复制，随后在人体细胞实验中证实，敲除SETD3基因后人体细胞病毒复制量减少100 倍。在一系列前驱实验的基础上，科学家再用基因编辑对SETD3基因进行敲除，小鼠实验结果和细胞实验结构一致，并且小鼠的健康未受到影响。
另外，2019年10月10日，来自麻省理工博德研究所和哈佛大学的科学家发表在Molecular Cell期刊上一篇名为“Programmable Inhibition and Detection of RNA Viruses Using Cas13”的研究论文，研究结果表明，利用一种新发现的RNA编辑技术Crispr-Cas13，能够检测并杀死三种感染人类细胞的单链RNA病毒：甲型流感病毒，淋巴细胞性脉络膜脑膜炎病毒和水泡性口腔炎病毒。利用该Crispr基因编辑系统，这些酶对病毒基因组的破坏效果显著，几乎没有病毒能再次感染新的细胞。研究人员发现病毒的RNA在24小时内减少了40倍。就流感病毒而言，Crispr-Cas13使其感染性降低了300多倍。
- 疱疹病毒（EB）、HPV病毒
除了HIV⁃1、HBV以及流感病毒外，基因编辑疗法对EB病毒、人类乳头瘤病毒 (HPV) 等病毒感染所致癌疾病的基因治疗也不断取得新进展。EB病毒感染可致伯奇氏淋巴瘤，用CRISPR-Cas9技术对伯奇氏淋巴瘤细胞株中的EB病毒基因组进行靶向编辑，可使细胞增殖阻滞、病毒载量大大降低。另外，HPV病毒感染与形成宫颈癌已被证明高度相关，用CRISPR-Cas9系统靶向高致癌性的HPV-16病毒的E6/E7启动子区，显著抑制了HPV-16阳性的宫颈癌SiHa细胞系的增殖与成瘤能力。在针对病毒设计基因编辑的靶标时，应选取与人类基因组同源性低的片段，从而减少脱靶突变的机率。
结语
近年来，随着抗病毒活性分子的作用机制研究的深入以及生物技术的进步，抗病毒药物得到一定发展，但现有的抗病毒药物仍存在毒副作用、耐药性、不能彻底清除病毒等缺陷。而面对突发性、未知的病毒，预防疫苗的接种和阻断病毒传播的消毒仍然是控制病毒性疾病传播的最有效手段。
而基因编辑技术本身在基因上的作用机制已经暗示其在有效对抗病毒上的潜力， 与当前所用的抗病毒药物相比，Crispr/cas基因编辑工具在对抗病毒感染上或能更灵活，对于那些易变异的病毒，可快速、简便对Crispr进行调整，对其进行精确追踪。未来，相信随着基因编辑技术的发展与进步，其也将成为对抗病毒感染的有效治疗手段。
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