基因编辑CRISP/cas9技术,能依赖于序列特异性精准靶向,引导到基因组(genome)中的正确位置,在那里实施切割、替换或修复致病突变,从而达到治愈的目的。
最新的这篇2月18日发表在《NaturelMedicine》的文章的研究人员表示,CRISPR和其他基因编辑技术的出现,带来了治疗诸如DMD和其他遗传性罕见病的希望。
这些疾病的治疗从前显得那么遥不可及,如今,新的鼓舞人心的方法正在不断出现。
(长期评估基因编辑治疗DMD文章发表)
杜氏肌营养不良(DMD)是一种致命的神经肌肉遗传疾病,主要影响男孩。DMD原因是由一种肌营养不良蛋白的基因突变引起,导致骨骼和心脏肌肉的逐渐衰竭。
DMD患者通常在10岁左右开始使用轮椅,大多数人在30岁之前离世。
这项最新的研究,带来了治疗DMD的新希望。
这项研究利用CRISPR编辑技术,在一个小鼠模型的DMD,试图找到一种长期有效的方法。
CRISPR/cas9基因编辑的巧妙之处在于,能够依赖序列特异性来引导RNA,将类似剪刀的细菌酶(cas9)引导到基因组中的正确位置,在这个位置精准进行切割、替换或修复致病突变。
在迄今为止的在小鼠和狗的研究中,研究人员直接将CRISPR系统注入动物体内。
这种"体内(invivo)"基因编辑方法成功地恢复了功能性营养不良蛋白蛋白的产生,在治疗后几周内就增强了动物的肌肉功能。
效果能持久吗?
(AAV作为载体的基因疗法)
但是,科学家表示,这种基因编辑的问题在于,治疗的效果能否持久?
如今,杜克大学的这项研究,旨在找到这个问题的答案。
位于北卡州的私立学校的一个实验室,查尔斯哥斯巴赫和同事们在小鼠模型上进行了研究。发现,患有DMD的小鼠在接受了一次专门的CRISPR/cas9的治疗后,对有缺陷的基因进行了纠正,小鼠的骨骼和心脏肌肉功能中得到了恢复在一年以上。
与此同时,研究发现,动物肌肉的结构也得到了持久的改善。
“CRISPR-AAV技术治疗肌营养不良的长期评估”是这篇文章的标题。
“在这个研究,我们发现,基因组编辑恢复营养不良蛋白蛋白的效果是持续的,”研究人员在文章的总结中表示道。
“MDX的小鼠模型,经过一次腺相关病毒基因编码CRISPR(AAV-CRISPR)治疗,效果持续一年。我们还表明,AAV-CRISPR在给成年小鼠施用时具有免疫原性;然而,通过治疗新生小鼠,可以避免细胞免疫反应。”研究人员接着说道。
“此外,我们描述了在开发AAV-CRISPR作为一种治疗方法时,应考虑的可能引起的意外基因组和转录的改变。”
这篇文章的11名研究者中有10名来自杜克大学的生物医学系或是基因治疗中心,1名来自北卡大学ChapelHill分校。
(北卡大学医学院)
这项研究不仅显示了AAV-CRISPR在永久修复和纠正基因组方面的潜力,还强调了宿主反应和替代基因组编辑结果中,需要进一步研究的各个方面,文章的作者总结说。
路在前方
(基因编辑呈现新希望)
这项研究得到了国家卫生健康研究院(NIH)的资金赞助。
尽管这些结果可能令人激动,但在DMD患者身上尝试之前,还需要更多的研究,来探索体内基因编辑的安全性和有效性,NIH的一篇评论文章表示。
例如,研究人员发现,接受编辑系统的成年的小鼠对细菌衍生的cas9蛋白产生了免疫反应。
虽然这一反应并没有阻止CRISPR/cas9系统的正常工作,但是,研究发现,有趣的是,年轻的小鼠并没有表现出这样的免疫反应。
当然,需要注意的是,老鼠和人的免疫系统的反应往往完全不同。
因此,虽然这一发现确实表明,基因编辑CRISPR-AAV治疗可能带来的一些挑战,以及减少可能的副作用的方法。
这项方法包括,在婴儿免疫系统得到充分发展之前如果得到治疗,就可能避免免疫反应。
因此,治疗可能最好在早期进行。
如果必须对crispr/cas9使用到成年人身上,暂时使用抑制免疫系统的治疗可能是有益的。
脱靶反应
(基因编辑中最可怕的莫过于脱靶)
这意味着,基因编辑过程中,基因组的其他部分受到破坏,偏离了目标。
对此,杜克大学的这项研究发现,这个特定的CRISPR-AAV系统很少进行"偏离目标"的编辑。
但是,不可否认的是,这个系统需要对目标营养不良蛋白基因进行了数量惊人的复杂编辑,包括整合用于传递cas9的病毒载体。
任何编辑"错误"都可能会降低治疗的效果。
但是,研究人员还是谨慎乐观地表示,这些错误似乎并不影响所研究的小鼠的健康。
但是,因为基因编辑涉及到科学伦理的争议,尤其是基因编辑生殖胚胎,所谓的婴儿编辑是不被允许的,因此,研究人员特别强调,这个研究只涉及神经和肌肉细胞。
学术论文: