2022年10月基因编辑技术最新研究及应用进展
本文转载自微信公众号“细胞与基因治疗领域”
从2013年首次宣布CRISPR-CAS9系统可以应用于哺乳动物开始，CRISPR技术因其高效率、易操作和低成本，正在基因编辑领域掀起一场新的革命。
一、最新研究进展：
1、Nat Microbiol | 天津医科大学张恒和武汉病毒研究所邓增钦团队合作解析细菌新型抗病毒系统工作机制
10月27日，天津医科大学张恒教授和武汉病毒研究所邓增钦研究员团队在国际权威学术期刊《Nature Microbiology》发表题为"Structure and function of a bacterial Type III-E CRISPR-Cas7-11 complex"的研究论文。
该研究阐明了新近发现的type III-E CRISPR-Cas7-11系统中crRNA成熟、靶标RNA识别与切割以及偶联蛋白酶Csx29激活的分子机制，促进了人们对于CRISPR系统的理解，并为Cas7-11作为安全高效靶向RNA编辑工具的工程化改造提供了结构基础。同时该系统所具有的RNA指导的蛋白酶活性可能为生命科学研究带来新的视角和新的工具。
2、Sci Transl Med | 一项基因CRISPR基因编辑的通用型CAR-T细胞治疗临床结果发表
10月26日，英国研究人员在Science Translational Medicine 发表了题为：Phase 1 clinical trial of CRISPR-engineered CAR19 universal T cells for treatment of children with refractory B cell leukemia 的1期临床试验研究论文。
研究人员通过CRISPR-Cas9基因编辑技术构建了用于治疗B细胞急性淋巴细胞白血病（B-ALL）通用型CAR-T细胞基因治疗药物，并针对6名儿童患者进行了I期临床试验，其中4名患者在给药后48天内，病情的到有效缓解。
3、Cell Res | 哈尔滨工业大学黄志伟团队首次解析CRISPR-Cas III-E型效应器与TPR-CHAT的结构
10月24日，哈尔滨工业大学黄志伟团队在Cell Research 杂志在线发表题为“Cryo-EM structure of the type III-E CRISPR-Cas effector gRAMP in complex with TPR-CHAT”的研究论文。
该研究报告了CRISPR III-E型效应器与TPR-CHAT结合的结构，为阐明CRISPR- Cas系统与caspase肽酶之间的功能关系提供了重要线索。这项研究揭示了gRAMP识别crRNA和靶ssRNA的机制。该结构为crRNA前处理和靶ssRNA切割提供了新的见解。
4、Mol Cell | 突破PAM限制！武汉大学张楹团队通过嗜热Cas9实现近乎无 PAM的切割
10月21日，武汉大学张楹团队在Molecular Cell（IF=19）在线发表题为“DNA topology regulates PAM-Cas9 interaction and DNA unwinding to enable near PAMless cleavage by thermophilic Cas9”的研究论文，该研究表明DNA拓扑结构调节PAM-Cas9相互作用和DNA展开，通过嗜热Cas9实现近乎无 PAM的切割。该研究从Alicyclobacillus tengchongensis中鉴定出Cas9，其PAM相互作用可以通过DNA拓扑结构进行强有力的调节。AtCas9具有N4CNNN和N4RNNA的弛豫PAM (R =A/G)，能够结合但不能分裂PAMs突变的靶标。当PAM突变的DNA处于缠绕拓扑结构中时，AtCas9表现出增强的结合亲和力和高切割活性。
机理模式图
5、Nat Genet | 使用CRISPR-CATCH技术，实现对ecDNA的靶向分析
10月17日，斯坦福大学Howard Y. Chang团队在 Nature Genetics 期刊发表了题为：Targeted profiling of human extrachromosomal DNA by CRISPR-CATCH 的文章。研究人员采用CRISPR-Cas9与脉冲电场凝胶电泳有机结合，开发出一种基于CRISPR-Cas9的染色体片段靶向技术——CRISPR-CATCH，实现了肿瘤细胞及癌组织内ecDNA的特异性靶向克隆与分析，深入了解ecDNA的结构、多样性、起源和表观基因组景观，使人们对ecDNA的形成机制、序列信息及表观遗传学特征有了更全面的认识。
6、JACS |纳米技术先驱 Mirkin 团队开发出一种新型的CRISPR球形核酸
最终结果表明，该结构具有优异的稳定性，可忽略的细胞毒性，显著提高的细胞内化、内体逃逸和核内递送能力，并最终实现了高效的基因编辑效果，为基因治疗提供了新的技术平台。
7、Nat Chem Biol | 再获重磅成果！邦耀生物发文，开发精准安全的新型腺嘌呤碱基编辑器——“ABE9”
2022年10月14日，聚焦于基因和细胞治疗的上海邦耀生物科技有限公司（以下简称“邦耀生物”）宣布，与华东师范大学李大力教授及刘明耀教授团队合作开发并命名了一种精准且安全的新型腺嘌呤碱基编辑器——“ABE9”，能够有效解决ABE临床应用存在的各类脱靶隐患和安全性问题，理论上将为近50%遗传致病性SNVs的纠正提供了新的精准靶向工具。
ABE9动物体内编辑及纠正人类致病性的SNVs
该项研究成果于10月13日正式在国际学术期刊Nature Chemical Biology上发表。可以说，这一发现对提升ABE工具的安全性，拓宽其适用范围，推动其在基因治疗中的应用及后续的临床转化均具有重要意义。（推文链接：再获重磅成果！邦耀生物Nature Chemical Biology发文，开发精准安全的新型腺嘌呤碱基编辑器——“ABE9”）。
8、Nature | 张锋团队解析新型基因编辑系统OMEGA内切酶IsrB的冷冻电镜结构
10月12日，麻省理工学院和哈佛大学 Broad 研究所张锋团队在Nature杂志在线发表题为“Structure of the OMEGA nickase IsrB in complex with ωRNA and target DNA”的研究论文，该研究报道了脱硫弧菌IsrB (Desulfovirgula thermocuniculi IsrB, DtIsrB) 与其同源的ωRNA和靶DNA的复合体的冷冻电镜 (Cryogenic electron microscopy, cryo-EM) 结构。
研究发现IsrB蛋白的整体结构与Cas9共享一个支架。然而，与Cas9使用识别 (recognition, REC) 部分来促进目标选择不同，IsrB依赖于它的ωRNA，其中一部分形成了一个复杂的三元结构，定位类似于REC。总之，通过对IsrB及其ωRNA的结构分析，以及与其他RNA引导系统的比较，突出了蛋白质和RNA之间的功能相互作用，促进了我们对这些不同系统的生物学和进化的理解（推文链接：Nature | 张锋团队解析新型基因编辑系统OMEGA内切酶IsrB的冷冻电镜结构）。
9、Nat Biotechnol | 突破PAM限制！Cas9变体SpRY实现无需PAM的精确编辑
10月6日，美国麻省总医院Benjamin P. Kleinstiver团队在Nature Biotechnology 杂志在线发表题为“Precise DNA cleavage using CRISPR-SpRYgests”的研究论文，该研究利用近无PAM的SpCas9变体，被命名为SpRY，作为一种通用的DNA切割工具，应用于各种克隆。
通过SpRYgest快速生成饱和诱变文库
通过使用超过130种gRNAs (guide RNAs) 对多种PAMs进行SpRY DNA消化 (SpRY DNA digests, SpRYgests)，发现SpRY在体外无需PAM，可以在几乎任何序列上切割DNA，包括与野生型SpCas9不可切割的位点。总之，SpRYgests受益于精确的DNA断裂以改善各种DNA工程应用。
二、产业方面进展：
1、世界首例六基因编辑猪-猴多器官、多组织同期联合移植成功实施
10月25日，空军军医大学西京医院对外发布，由中国科学院院士、该院窦科峰教授领衔，肝胆外科、泌尿外科、心血管外科、麻醉与围术期医学科、骨科、烧伤与皮肤外科、眼科、实验外科等20个学科共同开展的国际首例六基因编辑猪-猴多器官、多组织同期联合移植获得成功，实现了国际异种移植领域多器官多组织移植零的突破。这是继窦科峰院士、陶开山教授团队“2013年亚洲首例转基因猪-藏酋猴异种异位部分肝移植获得成功”“2020年多基因编辑猪-猴肝、心、肾移植创造肝移植受体存活世界纪录”后，西京医院在异种移植研究领域进行的最新科学探索（报道全文链接：世界首例六基因编辑猪-猴多器官、多组织同期联合移植成功实施）。
2、首个基因编辑T细胞药品治疗实体瘤临床试验申请获国家药品监督管理局正式受理
PD-1基因编辑T细胞注射液”于2022年10月19日获得国家药监局IND受理号（CXSL2200524国）。据国家药品监督管理局官网检索，这是全国首个基因编辑T细胞治疗实体瘤细胞类生物药品获得药监局受理号，该产品出自成都美杰赛尔生物科技有限公司（全文链接：首个基因编辑T细胞药品治疗实体瘤临床试验申请获国家药品监督管理局正式受理）。
3、基因编辑公司Prime Medicine登陆纳斯达克，IPO首日开盘上涨11.59%
10月20日，基因编辑类生物科技公司Prime Medicine登陆纳斯达克，IPO首日开盘上涨11.59%，报18.97美元，此前给出的IPO发行价为每股17.00美元，估值约为 18 亿美元（全文链接：基因编辑公司Prime Medicine登陆纳斯达克，IPO首日开盘上涨11.59%）。
4、「分子智力」获得数千万天使轮融资，打造CRISPR复合物智能设计云平台
近日，专注AI基因编辑、基因治疗领域的初创企业杭州分子智力生物科技有限公司宣布完成数千万级别人民币天使轮融资，紫金港资本与之江实验室等机构共同参与此次首轮投资（全文链接：「分子智力」获得数千万天使轮融资，打造CRISPR复合物智能设计云平台）。
5、鲲石生物完成数千万元天使轮融资，推进工程化巨噬细胞治疗实体瘤
近日，鲲石生物科技（深圳）有限公司（简称“鲲石生物”或公司）——基因编辑、生物材料和合成生物学驱动的工程化巨噬细胞治疗实体瘤技术平台，宣布完成数千万元人民币天使轮融资（全文链接：鲲石生物完成数千万元天使轮融资，推进工程化巨噬细胞治疗实体瘤）。
6、启函生物任命Tony W. Ho为董事会成员
10月17日，启函生物宣布任命Tony W. Ho博士为公司独立董事。Tony W. Ho博士是一位成就卓越的科学家和管理者，拥有超过20年的丰富的研发领域经验，从事过早期研发、临床前、临床阶段以及监管工作（全文链接：启函生物任命Tony W. Ho为董事会成员）。
7、Kite与CRISPR先驱亓磊创立的公司达成合作，开发精细化智能CAR-T
近期，吉利德子公司Kite和癌症免疫治疗公司Refuge Biotechnologies宣布，Kite已与Refuge签订了一项全球独家许可协议，旨在获得Refuge专有的的基因工程技术平台开发下一代细胞疗法。根据协议条款，Kite将负责产品的研发、制造和商业化并承担所有成本，而Refuge将获得来自Kite的一笔未披露的预付款，并有资格获得潜在的里程碑付款。
8、基因编辑技术公司Ascidian 宣布获得5000 万美元 A轮融资
10月12日，Ascidian 宣布获得5000 万美元 A轮融资，融资款项用于推进其针对 ABCA4 视网膜病变的领先项目，并在建立眼科、神经和神经肌肉疾病以及罕见疾病方面建得研发管道。
Ascidian 首创的 RNA 外显子编辑平台将高通量分子生物学与计算生物学相结合，以设计含有正确的RNA序列的 RNA 外显子分子。单个 RNA 外显子分子可通过 RNA 反式剪接同时替换多个突变的外显子，无需外源蛋白酶。这种方法不仅保持基因治疗的持久性，同时降低与 DNA 编辑和操作相关的风险。
9、张锋创办一家新的基因编辑公司Aera Therapeutics，完成约2亿美元融资
近期，据Insider透露，CRISPR先驱张锋张锋创立了一家名为 Aera Therapeutics 的新公司，这是张锋创立的第7家生物技术公司。该公司已经获得了由知名投资机构Arch和Google Ventures提供的约2亿美元融资。
10、100%编辑效率！Editas 体内基因编辑疗法公布临床前数据，针对眼科疾病
10月13日，Editas Medicine公布了其体内基因编辑疗法EDIT-103用于治疗视紫红质（RHO）介导的常染色体显性视网膜色素变性(RHO-adRP)的临床前数据（全文链接：100%编辑效率！Editas 体内基因编辑疗法公布临床前数据，针对眼科疾病）。
11、上海市人民政府发布新政策，支持载体递送、基因编辑等技术发展
近期，上海市人民政府印发了关于《上海打造未来产业创新高地发展壮大未来产业集群行动方案》（以下简称《方案》）的通知，《方案》指出：打造未来健康产业集群，突破加速载体递送、基因编辑等技术，鼓励攻关临床级病毒载体、规模细胞培养工艺等关键技术。加快细胞治疗、基因治疗、溶瘤病毒等相关技术产品的研发转化。支持关键原材料、重要设备耗材等研发创新与产业化应用（全文链接：重点布局细胞和基因治疗等方向，上海印发《上海打造未来产业创新高地发展壮大未来产业集群行动方案》）。
12、Iovance宣布利用TALEN技术敲除TIL细胞PD-1基因的治疗产品IOV-4001完成首例患者给药，且已渡过安全观察期
10月10日，Iovance Biotherapeutics（Iovance）宣布利用TALEN®技术敲除TIL细胞PD-1基因的治疗产品IOV-4001完成了首例患者给药，并完成了安全观察期。今年3月份，FDA批准IOVANCE基因编辑TIL细胞治疗IOV-4001临床试验申请（IND），应用于III期和IV期非小细胞肺癌（NSCLC）患者的治疗。
E.N.D
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