CRISPR/Cas9的遗传病治疗-《Nature Medicine》3篇同刊

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去年“基因编辑婴儿事件”的伦理问题引起轩然大波，但是基因编辑用于治疗遗传性疾病的探究却没有止步。2月18日，《Nature Medicine》杂志（IF:32.6）同期发表了三篇基因编辑用于遗传性疾病治疗的论文。

01

基于CRISPR/Cas9的早衰症基因疗法

西班牙奥维耶多大学

https://www.nature.com/articles/s41591-018-0338-6

Hutchinson-Gilford progeria syndrome，即儿童早衰症（HGPS），一种罕见的散发性常染色体显性遗传病。全球每400-800万例新生儿中会有1例患有该病。该病源于LMNA 基因第11号外显子内的基因突变，从而导致各种细胞缺陷，包括核结构的异常、异染色质的丢失、DNA 修复和氧化还原稳态的失衡等。

罹患此病孩童的年龄很少超过13岁，患者身体老化速度极快，目前尚无有效的治疗方法。

正常人的细胞中，lamin A 蛋白由LMNA基因表达，与lamin B和lamin C一起形成核纤层。HGPS病人的细胞中，由于LMNA 基因发生 C1824T点突变，导致其lamin A蛋白的mRNA 丢失一段 150nt 的核酸，进而产生异常的lamin A(即progerin)蛋白，progerin锚定于内层核膜，导致HGPS的发生。

该研究设计了针对早衰症的基于CRISPR / Cas9的系统，阻断了lamin A蛋白和progerin的积累。LMNA基因通过可变剪接和多腺苷酸化编码lamin C（由外显子1-10编码）和lamin A（由外显子1-12编码）。破坏LMNA基因的尾部，阻碍laminA 和progerin的产生。

该研究选择了腺相关病毒9型（AAV9）作为递送载体。基因编辑系统需要进入细胞核内才能发挥其编辑作用，这就需要相应的递送工具，可利用AAV9(腺相关病毒)作为载体，将编辑系统导入细胞内。

RT-PCR检测发现progerin的mRNA降低至检测下限以下，免疫组化实验发现progerin蛋白阳性的细胞显著减少。

经过观察发现，小鼠存活时间平均增加了33.5天，即从127天增加到160.5天，延长了26.4％的生存时间，最大生存期从151天延长到212天。

02

单剂量CRISPR/Cas9疗法延长了早衰症小鼠的寿命

美国默克尔生物研究所

https://www.nature.com/articles/s41591-019-0343-4

该研究与西班牙奥维耶多大学的那篇靶向基因和位点大体一致，且运送载体也为AAV9。但该研究的给药方式是静脉注射，且使用双靶点gRNA靶向LMNA基因的11、12号外显子。

结果显示，CRISPR/Cas9基因治疗缓解了早衰症小鼠的体重减轻情况。与对照组小鼠相比，基因治疗组的小鼠中位存活时间从16.7周提高到25.3周，延长了大约25%的生存时间。

03

对杜氏肌营养不良症的AAV-CRISPR基因组编辑的长期评估

美国杜克大学

https://www.nature.com/articles/s41591-019-0344-3

杜氏肌营养不良 （Duchenne muscular dystrophy，DMD） 是一种罕见的遗传性疾病， 发病率为活产男婴的 1/3 600。其通常为 X 连锁隐性遗传，也可发生于无家族史的男性患儿。一般 6 岁左右出现症状，逐渐累及呼吸、心脏及骨骼系统，患者平均 19 岁死于心肺功能衰竭。

由于Dystrophin基因片段很大，拥有约79个外显子，所以很难实现该基因的替换。该研究通过CRISPR/Cas9，直接删除突变位点附近的碱基，产生较短小的抗肌萎缩蛋白，一定程度上恢复部分肌肉能力。

结果显示，通过静脉单次注射AAV8装载的CRISPR后，基因组编辑效果在肌营养不良症的小鼠模型中可持续长达1年的时间。此外，在此期间抗肌萎缩蛋白表达的恢复得以维持。

基因编辑技术在遗传性疾病的治疗上，一直被寄以厚望。倘若能一劳永逸的完成基因校正，可大大的降低社会医疗成本。未来，有关编辑系统的递送载体的安全性（病毒、纳米材料等）、递送效率，基因编辑效率、脱靶效应成等的研究还需持续推进，基金编辑技术应用于临床还任重道远。

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