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科研动态丨CRISPR 或可治疗遗传疾病

本文转载自定向点金 金宝

基因编辑器 CRISPR

擅长修复实验室培养细胞中的疾病突变。
但是使用CRISPR治疗大多数患有遗传疾病的人需要清除一个巨大的障碍:将“分子剪刀”(限制性内切酶)放入体内,并让它在需要的地方切割组织中的 DNA。
目前,在医学上,研究人员将一种CRISPR药物注射到患有先天性疾病的人的血液中,这种疾病会导致致命的神经疾病和心脏病。
研究表明其中三个人的肝脏几乎停止了有毒蛋白质的产生。





虽然现在还不能确定CRISPR疗法是否能缓解这种被称为转甲状腺淀粉样变性的疾病的症状,但今天报告的初步数据令人兴奋,它可能是一种一次性、终生的治疗方法。宾夕法尼亚大学(University of Pennsylvania)的基因编辑研究员、心脏病学家基兰·穆努鲁(Kiran Musunuru)说:“这些结果令人震惊。”“这超出了我的预料。”
这项工作也标志着基于信使RNA (mRNA)的治疗方法的开发竞赛的一个里程碑,信使RNA是细胞自然生成的蛋白质构建指令。合成信使rna为两种COVID-19疫苗提供动力,这两种疫苗正被用于数百万人抗击冠状病毒大流行,许多公司正在研究其他信使rna疫苗和药物。
Karolinska研究所的心血管研究员Kenneth Chien说,这种新疗法包括一种编码CRISPR两种成分之一的mRNA,“开启了CRISPR和mRNA领域的融合,”他是Moderna的联合创始人,该公司生产一种COVID-19疫苗,也在开发mRNA药物。

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CRISPR 临床试验

旨在使一种突变基因失活,该基因会导致肝细胞产生一种称为甲状腺素运载蛋白(TTR)的错误折叠形式的蛋白质,这种蛋白质在神经和心脏上积聚并导致疼痛、麻木和心脏病。

由此产生的病症相对罕见,一种批准的药物patisiran可以稳定它。但资深生物技术公司RegeneronPharmaceuticals和初创公司Intellia Therapeutics 的研究人员将其视为他们正在开发的可注射 CRISPR 治疗原理的良好证明。

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去年,研究人员使用 CRISPR 启动胎儿形式的血红蛋白,以纠正几个人的镰状细胞病或相关疾病。治疗需要去除患者患病的血液干细胞,在培养皿中用 CRISPR 对其进行修饰,然后将它们输回体内。一项测试将编码 CRISPR 成分的病毒直接注射到眼睛中以治疗导致失明的疾病的试验也在进行中。

但治疗大多数其他疾病意味着以某种方式将 CRISPR 的成分或基因指令注入血液中,然后让治疗针对器官或组织——这是一个巨大的挑战,但在肝脏中可能更容易,因为它可以吸收外来颗粒。
在 CRISPR 试验中,年龄在46岁至64岁之间的4名男性和2名女性患有转甲状腺素淀粉样变性,他们被注射了一种脂质颗粒,该脂质颗粒携带两种不同的 RNA:编码蛋白质 Cas 的 mRNA、剪切 DNA 的 CRISPR 成分和指导它的引导 RNA到 TTR 的基因。

在Cas进行切割后,细胞的DNA修复机制修复了断裂,但并不完美,基因的活性被破坏了。






《新英格兰杂志》

研究报告指出:28天后,三名男性接受了两次治疗中较高者的TTR 水平下降了 80% 至 96%,与使用 patisiran 的平均水平 81% 持平或更好医学。“这些数据非常令人鼓舞,”伦敦大学学院的试验负责人朱利安吉尔莫尔说,他今天也在外周神经协会的在线年会上介绍了这项研究。
“这可能是这种遗传性致残和危及生命的疾病的第一种治愈性治疗方法,”巴黎萨克雷大学的神经学家大卫亚当斯说,他领导了 patisiran 的试验。(这种药物是一种可以 暂时抑制TTR 产生的 RNA ,这意味着它必须定期注射。)
接受CRISPR治疗的患者可能需要几个月的时间才能看到他们的症状减轻,但他们报告的短期副作用很少。
随着时间的推移,问题可能会浮出面:CRISPR可能会在错误的DNA位置(以及非肝细胞)进行切割,从而引发癌症或其他问题。
但是,脂质包裹的mRNA方法可能比使用病毒传递遗传指令以编码编辑蛋白质和引导
RNA 进入细胞更安全,这是其他人正在寻求用于系统治疗的一种行之有效的方法。
这些基因可以在细胞中持续存在,在基因编辑器完成其工作后很长时间内继续制造。
相比之下,“mRNA的美妙之处在于它之后就消失了,”Chien 说。




这项研究为利用CRISPR治疗其他肝脏疾病铺平了道路,无论是通过敲除一个基因,还是更有挑战性的——在DNA模板的帮助下修改它。后一种方法也可以用来把肝脏变成制造身体其他部位所需的酶的工厂。
加州大学伯克利分校的詹妮弗·杜德娜 (Jennifer Doudna) 看到了更大的前景,她去年因从细菌免疫系统开发基因编辑器 CRISPR 而获得了诺贝尔奖,并共同创立了 Intellia。

她指出:这项新工作是“能够灭活、修复或替换任何导致身体任何部位疾病的基因的关键第一步。”



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