CRISPR-Cas9是一种RNA引导的DNA靶向内切酶系统,其在人类基因治疗领域的潜在应用已被人们广泛认识并且展开了积极研究。但在这种基因编辑技术进入临床之前,当务之急是全面调查其潜在的安全威胁。除了最初担心的脱靶效应,近年来人们逐渐对基因编辑的细胞和人类胚胎靶基因附近频繁发现的大片段缺失突变增加了关注。当细胞修复CRISPR-Cas9切割导致DNA双链断裂（Double-strand breaks,DSB）后,随之发生的大片段缺失等基因损伤可能造成致病后果。我们利用长片段PCR和纳米孔测序技术发现大片段缺失突变普遍存在,但依然取决于编辑位点和细胞类型。特别地,我们选择了具有重要临床意义的几种细胞类型来评估大片段缺失突变。据我们观察人类原代T细胞显示最高的大片段缺失概率,造血干祖细胞次之,而人诱导多能干细胞发生大片段缺失的概率相对最低。为了确保基于CRISPR-Cas9的基因编辑技术顺利完成临床转化的过度,我们试图开发能够有效控制这种大片段突变的工具。我们首次发现,携带短同源臂的单链寡核苷酸供体介导的同源重组修复（HDR）能降低近一半的大片段缺失概率,携带长同源臂的腺相关病毒载体介导的HDR能降低大片段缺失概率近80%。而当缺乏供体不能进行精确的HDR时,使用非同源末端连接（NHEJ）方式插入短的双链寡核苷酸也能降低约60%的大片段缺失突变。总而言之,我们发现通过HDR和NHEJ及时连接缝补CRISPR-Cas9诱导产生的双链DNA断端,能够极大降低DSB的意外后果。如果在临床基因编辑方案中合理采用我们的策略,将极大提升临床治疗的安全性。