文献分享：CRISRP 诺奖得主珍妮弗展望体内基因编辑

体内基因编辑，数年前我看到这个名词的时候，脑海中闪过的第一个词就是骗子，因为我一下子就看到了恒河沙数的困难和障碍，这些障碍我觉得在我有生之年是无法克服的，但是技术的发展远远超过我的想象，连诺奖得主珍妮弗都出来背书了，因此我也不得不认真的看待这个难度极高的领域了。

许多遗传疾病只影响一小部分细胞或特定器官，因此仅需要对这些细胞或器官进行基因编辑。对未预期的细胞或器官进行编辑会增加不必要的治疗风险，并由于剂量需求增加而提升制造成本。目前，CRISPR-Cas基因编辑工具的精准递送是一个正在探索的关键领域。

CRISPR-Cas9基因编辑技术获得了2020年的诺贝尔化学奖。法国科学家埃玛纽埃勒·沙尔庞捷（Emmanuelle Charpentier）和美国科学家珍妮弗·道德纳（Jennifer A. Doudna）因在CRISPR/Cas9基因编辑技术方面的贡献而共同分享了这一荣誉。

CRISPR-Cas系统因其高效、灵活且易于操作而被广泛用于基因编辑。尽管Cas9等CRISPR蛋白在临床试验中展现出前景，但对人类基因组进行永久性修改的安全性至关重要。

然而，实现将CRISPR-Cas基因编辑工具精确地递送到患者体内的特定细胞类型、组织或器官，是提高其实用性和安全性的重要进展（还未实现）。

这篇文章是关于CRISPR-Cas基因编辑技术在体内特定细胞类型传递方面的最新进展。文章由Connor A. Tsuchida、Kevin M. Waskob、Jennifer R. Hamilton和Jennifer A. Doudna撰写，发表于《美国国家科学院院刊》（PNAS）2024年3月4日的期刊上。

基因编辑的重要性与挑战

CRISPR-Cas系统是一种革命性的基因编辑工具，因其高效、灵活和易于使用而被广泛应用于生物医学研究和临床试验。尽管CRISPR技术在临床试验中显示出潜力，但安全性问题，尤其是对非目标细胞或组织的潜在影响，仍是一个重要挑战。

传递策略

文章讨论了两种主要的CRISPR-Cas传递策略：预组装的核糖核蛋白（RNPs）和编码在mRNA中的Cas蛋白。这两种策略避免了使用病毒载体，减少了免疫原性和长期表达CRISPR-Cas蛋白的风险。

靶向传递技术

为了提高基因编辑的安全性和有效性，研究人员正在开发能够将CRISPR-Cas系统精确传递到特定细胞、组织或器官的技术。这包括体外（ex vivo）和体内（in vivo）传递方法。

体外传递

体外传递涉及从患者体内分离特定细胞，然后在体外进行基因编辑，再将这些细胞重新输回患者体内。这种方法已经在治疗某些血液疾病中显示出潜力，例如利用编辑过的造血干细胞治疗镰状细胞病和地中海贫血。

体内传递

体内传递提供了一种无需分离细胞的方法，可以直接在患者体内进行基因编辑。这包括直接注射CRISPR-Cas复合物到目标组织，或使用纳米粒子等载体系统。

纳米粒子在基因编辑中的作用

纳米粒子技术在CRISPR-Cas基因编辑的传递中扮演了重要角色。文章特别提到了脂质纳米粒子（LNPs），这是一种已经被广泛研究并用于mRNA疫苗的传递系统。LNPs能够保护CRISPR-Cas分子免受体内清除机制的影响，并促进其有效传递到细胞质中。

临床应用与试验

文章讨论了正在进行的临床试验，这些试验利用LNPs封装Cas9 mRNA和sgRNA，以实现对肝脏的靶向基因编辑。这些试验主要针对转甲状腺素淀粉样变性和遗传性血管性水肿等疾病。

未来方向

文章指出，为了将基因编辑技术的应用扩展到更多疾病，需要开发新的靶向传递技术。理想的CRISPR-Cas传递技术应该是transient、具有高度细胞类型特异性，并且可以通过最小侵入性的系统注射来实现。

结论

文章总结了CRISPR-Cas基因编辑技术的快速发展，并强调了为了实现其在治疗各种疾病中的潜力，需要进一步发展和完善靶向传递技术。通过提高传递系统的精确性和安全性，CRISPR-Cas技术有望在未来的医学治疗中发挥更大的作用。

这篇文章为我们提供了一个关于CRISPR-Cas基因编辑技术在体内传递方面的全面视角，包括当前的挑战、策略、临床应用和未来的发展方向。随着技术的不断进步，我们可以期待基因编辑在未来医学中的应用将更加广泛和有效。