Vertex就DMD的CRISPR疗法研发达成新合作，有望解决传统基因疗法的难点问题 | 医麦猛爆料

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2019年6月13日/医麦客 eMedClub/--6月7日，Vertex公司表示，为研发治疗DMD（杜氏肌营养不良症）的基因编辑疗法与CRISPR将进行深入合作，根据Vertex与CRISPR签订的最新协议显示，Vertex将预先支付1.75亿美元，以获得CRISPR Therapeutics现有和未来知识产权的全球独家权利，其中包括CRISPR-Cas9技术、新型内切核酸酶、单切割和双切割指导RNA以及用于DMD的AAV载体和DM1基因编辑产品。

▲图片来源：Biospace

就两家公司DMD计划而言，Vertex表示，它将负责其所有研发，生产和商业化部分。此外，在成功实现DMD和DM1计划的特定研究，开发、监管和商业里程碑的基础上，CRISPR Therapeutics有资格获得高达10亿美元的付款，包括前期和未来的潜在付款。

DMD背景

DMD是一种比较罕见的X染色体隐性遗传疾病，主要是由于负责合成抗肌萎缩蛋白的基因（dystrophin）产生突变。造成患者无法正常合成抗萎缩蛋白，是最为常见和最严重的肌营养不良症。其中男性为多发的患病群体。针对DMD婚前基因检测成为预防DMD常规手段。

       ▲ DMD的遗传图谱

  患者在儿童期（一般在三至五岁期间）就会出现骨骼肌退化和肌肉萎缩的症状，以致行走不便。大概在十几岁时，会彻底丧失行走能力。通常到20～30多岁，患者就会发因心脏疾病和呼吸衰竭而早亡。大约15,000名美国患者患有Duchenne，全世界共有300,000名患者。作为最常见的致命遗传疾病之一，DMD影响全世界每3,500至5,000名男性中就有一人出生。

目前，针对DMD的常规治疗主要有激素治疗、基因药物治疗、以及早期的利用反义核苷酸技术介导的外显子跳跃剪接等治疗方法，其在治疗疗效上都存在严重的弊端，比如，副作用大、持久性短，治疗效果差以及治疗不彻底等问题，其治疗本质上只能延缓DMD疾病的进程，无法达到根治DMD的效果。当前，基因治疗成为治疗DMD一股新秀

其次，由于DMD患病人数的增加、严重的致死率、以及症状不可逆转性等问题，DMD的新疗法亟待出世。

传统基因治疗DMD的难点问题

  传统的基因治疗DMD的方法主要是通过病毒载体将功能性基因拷贝，使其表达产生抗肌萎缩蛋白，以达到治疗DMD的目的。但因该治疗方法本身存在以下技术弊端而达不到较好的治疗效果，例如：

1.  DMD 的基因组较大，是目前已知的最大基因，其cDNA 长达14kb，以致大多数病毒基因载体难以运载；

2．少数能运载的病毒基因载体（如腺病毒）运载效率低；

3 . 基因治疗手段存在临床治疗上存在个体差异性，且DMD带来的症状不可逆转，患者需要在生命的早期接受治疗。

基因编辑技术在治疗DMD上的优势

  基因编辑技术主要是通过直接对产生突变的基因进行修改，使其成为能正常表达功能性蛋白的基因，其在治愈DMD上的优势在于它有望能够永久修改dystrophin 的突变基因，修改后的dystrophin基因会随着细胞分裂而复制，从而长久保存下去，这在理论上能实现一次性治疗DMD，其中以CRISPR-Cas9为代表的基因编辑技术的发展使得直接在基因组水平精确高效切除肌萎缩蛋白基因突变外显子成为可能。

基因编辑技术在治疗DMD上的相关进展

据christipherE,Nelson等人在<<杜氏肌营养不良症的AAV-CRISPR基因组编辑的长期评估>>研究结果显示,采用CRISPR（AAV-CRISPR）对dystrophin 基因的编辑效果在肌营养不良症的小鼠模型中可持续长达1年的时间，此外，当此治疗方法用于成年小鼠时，AAV-CRISPR具有免疫原性，然而，其在治疗新生小鼠可以避免体液和细胞免疫反应，该研究显示了AAV-CRISPR对永久性基因组校正的潜力。

Olson的研究发现：合理的CRISPR基因编辑组分剂量配比可以显著改善所编辑基因产生的dystrophin蛋白数量。其中以向导RNA和Cas9酶10:1的分配比可以对dystrophin特定基因片段产生最好的编辑效果。在4周的CRISPR给药过程中，携带一种常见DMD突变的小鼠肌肉和心脏纤维的dystrophin产量恢复大约90%。

同时，Olson博士团队已经开发出靶向DMD患者中5种最常见缺陷的CRISPR基因编辑技术，其中包括最近专注于44号外显子缺失的研究。

Exonics公司在多种小型和大型动物DMD临床前模型中，使用SingleCut CRISPR基因编辑技术使犬模型心肌中的dystrophin恢复至正常表达的92％。此外，Exonics在通过使用基于CRISPR-Cas9基因编辑技术的腺病毒（AAV）的有效载体在治疗DMD的研究发现，该技术能够识别和纠正那些阻止营养蛋白产生的外显子突变。去年，该公司报告了犬科动物的DMD基因编辑技术。该技术恢复了腿部肌营养不良蛋白正常水平的50％，心脏中超过90％。

此外，其他研究团队也都先后证明: 以腺病毒为载体运载CRISPR-Cas9系统能精确敲除突变的外显子23，使mdx小鼠的肌萎缩蛋白功能得以重建。

结语

尽管当前基因编辑技术在治疗DMD上出现了令人可喜的进展，但是存在部分编辑后的基因表达水平不高，治疗疗效不理想等问题，但是，我们相信此次Vertex与CRISPR的合作将在DMD新疗法研发上有的新的突破，我们也相信，治愈DMD将指日可待。

参考文献:

Erginbeyert，Yaoying Wur，Aravind Asokan和Charles A. Gersbach,Nature Medicine 25,427-432（2019）

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