Nature子刊：利用CRISPR/Cas9增强基因疗法治疗遗传病的潜力

来源：生物谷

基因疗法有潜力治疗遗传病，但是令科学家感到沮丧的一个主要问题依然存在：利用健康的基因替换“不好的”基因往往只是短暂地修复。在通常情况下，健康的替代性基因仅在几周内发挥作用。

如今，在一项新的研究中，来自美国华盛顿大学圣路易斯医学院的研究人员将基因编辑工具CRISPR/Cas9与一种失活的病毒相结合，将健康基因运送到活的小鼠体内的精确位置。更为重要的是，这些研究人员证实所运送的健康基因在小鼠体内正确地保持活性至少6个月的时间。 根据他们的说法，这种类型的基因表达的持续时间通常为四至六周。他们在六个月的时间内结束了对小鼠的实验，不过他们表示，这种基因表达的持续时间相当于这种修复能在小鼠体内持续终生。相关研究结果近期发表在Gene Therapy期刊上，论文标题为“Targeted in vivo knock-in of human alpha-1-antitrypsin cDNA using adenoviral delivery of CRISPR/Cas9”。

论文通信作者、放射肿瘤学教授David T. Curiel博士说，“多年来，基因疗法存在的一种限制是很难实现长期的基因表达来治疗疾病。我们证实长期表达α-1-抗胰蛋白酶编码基因可治疗α-1-抗胰蛋白酶缺乏症（alpha-1-antitrypsin deficiency），其中α-1-抗胰蛋白酶缺乏症是最常见的遗传性肺气肿形式。如今，我们正在将这种技术应用于治疗血友病。血友病是一种血液不会正确地凝固的遗传病。”

数十年来，科学家们研究了利用病毒直接运送基因到细胞中的潜力。尽管有人近期成功地利用病毒成功地运送健康基因并且缓解患者的症状，但是人们仍然无法控制病毒将基因插入到细胞DNA中的位置，这会增加不想要的突变风险。

但是CRISPR/Cas9基因编辑技术的出现改变了这一点。虽然CRISPR/Cas9并不完美，但是相比于其他的基因编辑技术，它是一种精确地编辑基因组的方法，而且是用户友好的。科学家告诉CRISPR/Cas9在细胞中寻找什么样的靶DNA片段，以及利用哪种DNA序列取代它们或将哪种DNA序列插入到靶DNA片段所在的位置上。CRISPR/Cas9面临的挑战是将它送到体内的正确位置。

为此，Curiel和他的团队将病毒运送方法与CRISPR/Cas9相结合来克服这两种技术的局限性。他们利用腺病毒作为运送载体，并且利用CRISPR/Cas9作为导航员和编辑器，一旦CRISPR/Cas9到达靶位置上，就将想要的基因插入到不太可能导致问题的基因组区域中。

Curiel说，“我们利用CRISPR/Cas9将这种病毒靶向到被称为安全港的基因组区域上。这些基因组区域都是沉默的DNA序列，不存在于更加活跃的DNA区域中，因而在那里，这种类型的编辑不太可能做任何有害的事情。”

为了最大限度地提高基因编辑效率和持续期限，Curiel和他的同事们利用腺病毒作为运送载体。人们已证实作为一种能够导致普通感冒的病毒，腺病毒在基因转移方面要比其他病毒更加高效。

这项研究中的小鼠在实验期间似乎是健康的，但腺病毒的安全性问题仍然存在着，而且CRISPR/Cas9系统可能引发免疫反应的问题也依然存在着。Curiel和他的团队正在进一步研究联合使用腺病毒运送和CRISPR/Cas9技术的安全性和有效性。

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