一種基于CRISPRr 技術(shù)的治療罕見致命肝病的新方法：注射一種含有編碼 DNA 切割酶的信使 RNA( 白色)和另一種引導(dǎo) RNA( 藍(lán)色)到特定基因序列(綠色)的注射。（圖片來源 ELLA MARU STUDIO/SCIENCE SOURCE）
基因編輯器 CRISPR 擅長修復(fù)實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)細(xì)胞中的疾病突變。但是，使用 CRISPR 來治療大多數(shù)遺傳疾病患者需要清除一個(gè)巨大的障礙:將分子剪刀放入人體，讓它在需要的組織中切割 DNA。 現(xiàn)在，研究人員在醫(yī)學(xué)上首次將 CRISPR 藥物注射到生來患有致命神經(jīng)和心臟病的人的血液中，發(fā)現(xiàn)其中三人的肝臟幾乎停止了有毒蛋白質(zhì)的產(chǎn)生。
雖然現(xiàn)在還不能確定 CRISPR 治療是否會(huì)緩解這種疾病的癥狀，這種疾病被稱為甲狀腺素運(yùn)載蛋白淀粉樣變性，但今天報(bào)告的初步數(shù)據(jù)讓人們對(duì)這種一次性、終身治療感到興奮。賓夕法尼亞大學(xué)的基因編輯研究員、心臟病學(xué)家 Kiran Musunuru（ 他沒有參與這項(xiàng)試驗(yàn)）說:“這是令人震驚的結(jié)果。它超出了我所有的預(yù)期?！?/p>
這項(xiàng)工作對(duì)于開發(fā)基于信使 RNA( 信使 RNA， 細(xì)胞自然生成的蛋白質(zhì)生成指令)的治療方法的競(jìng)賽來說也是一個(gè)里程碑。合成的mRNA為兩種 COVID-19 疫苗提供了能量，供數(shù)百萬人抗擊冠狀病毒大流行，許多公司正在研究其他 mRNA 疫苗和藥物 。Moderna 聯(lián)合創(chuàng)始人之一、卡羅林斯卡研究所 (Karolinska Institute) 的心血管研究員 Kenneth Chien 說，這種新療法包括一種編碼 CRISPR 兩種成分之一的信使 RNA，“ 開始了 CRISPR 和信使 RNA 領(lǐng)域的融合 ”。Moderna 制造了一種新冠病毒疫苗，也在開發(fā)信使 RNA 藥物。
CRISPR 臨床試驗(yàn)旨在使一種突變基因失活，該基因會(huì)導(dǎo)致肝細(xì)胞產(chǎn)生一種錯(cuò)誤折疊的蛋白質(zhì)，這種蛋白質(zhì)被稱為轉(zhuǎn)甲狀腺素 (TTR)， 它會(huì)在神經(jīng)和心臟上積聚，導(dǎo)致疼痛、麻木和心臟病。由此產(chǎn)生的病癥相對(duì)罕見，而一種被批準(zhǔn)的藥物，帕提蘭 patisiran， 可以穩(wěn)定它。但老牌生物技術(shù)公司 Regeneron Pharmaceuticals 和初創(chuàng)公司 Intellia Therapeutics 的研究人員認(rèn)為，這是他們正在開發(fā)的可注射 CRISPR 治療原理的一個(gè)很好的證明。
去年，研究人員使用 CRISPR 打開一種胎兒形式的血紅蛋白，以糾正鐮狀細(xì)胞疾病或幾個(gè)人的相關(guān)疾病。該療法需要移除患者患病的血液干細(xì)胞，在培養(yǎng)皿中使用 CRISPR 對(duì)其進(jìn)行修飾，然后將其注入體內(nèi)。一項(xiàng)將編碼 CRISPR 成分的病毒直接注入眼睛的試驗(yàn)也正在進(jìn)行中，以治療一種導(dǎo)致失明的疾病。但是治療大多數(shù)其他疾病意味著以某種方式將 CRISPR 的成分或基因指令注射到血液中，然后將治療目標(biāo)對(duì)準(zhǔn)一個(gè)器官或組織——這是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)，但在肝臟中可能更容易，因?yàn)楦闻K吸收外來顆粒。
在 CRISPR 試驗(yàn)中 ，4 名男性和 2 名女性在 46 歲到 64 歲之間患有轉(zhuǎn)甲狀腺素淀粉樣變，他們被注射了一種脂質(zhì)顆粒，攜帶兩種不同的 RNA： 編碼蛋白 Cas 的 mRNA， 剪斷 DNA 的 CRISPR 成分，以及一種引導(dǎo) RNA， 將其引導(dǎo)到 TTR 基因。在 Cas 切割后，細(xì)胞的 DNA 修復(fù)機(jī)制修復(fù)斷裂，但不完全，破壞了基因的活性。
28 天后，三名接受兩劑治療中較高劑量治療的患者 TTR 水平下降了 80% 到 96%， 與 patisiran 的平均水平 81% 持平或更好，研究小組今天在《新英格蘭醫(yī)學(xué)雜志》上報(bào)道?！斑@些數(shù)據(jù)非常鼓舞人心，”倫敦大學(xué)學(xué)院 (University College London) 的試驗(yàn)負(fù)責(zé)人 Julian Gillmore 說。他今天也在周圍神經(jīng)學(xué)會(huì) (Peripheral Nerve Society) 的在線年會(huì)上介紹了這項(xiàng)研究。巴黎薩克萊大學(xué)的神經(jīng)學(xué)家 David Adams 領(lǐng)導(dǎo)了 patisiran 的試驗(yàn)，他說:“這可能是治療這種遺傳性致殘和威脅生命的疾病的第一種治療方法?！?這種藥物是一種 RNA， 可以暫時(shí)抑制 TTR 的產(chǎn)生，這意味著必須定期注射。)
接受 CRISPR 治療的患者可能需要幾個(gè)月的時(shí)間才能看到癥狀減輕，但他們報(bào)告的短期副作用很少。隨著時(shí)間的推移，問題可能會(huì)浮出表面 :CRISPR 可能會(huì)在錯(cuò)誤的 DNA 位置(以及非肝細(xì)胞)進(jìn)行切割，引發(fā)癌癥或其他問題。但是脂質(zhì)包裹的信使 RNA 方法可能比使用病毒傳遞編碼編輯蛋白的遺傳指令并將 RNA 引導(dǎo)到細(xì)胞中更安全，這是一種可靠的方法，其他人正在尋求系統(tǒng)性治療。這些基因可以在細(xì)胞中持續(xù)存在，在完成其工作后很長一段時(shí)間內(nèi)繼續(xù)生成基因編輯器。相反 ，“mRNA 的美妙之處在于它在用完之后就消失了 ，”Julian 說。
這項(xiàng)研究為 CRISPR 治療其他肝臟疾病鋪平了道路，方法可以是敲除基因，也可以是更具挑戰(zhàn)性的在 DNA 模板的幫助下修改基因。后一種方法也可以用來把肝臟變成一個(gè)工廠，制造身體其他部位所需的酶。
加州大學(xué)伯克利分校 (University of California, Berkeley) 的 Jennifer Doudna 發(fā)現(xiàn)了更大的前景，她因發(fā)現(xiàn) CRISPR 而與他人分享了去年的諾貝爾獎(jiǎng)，并與他人共同創(chuàng)辦了 Intellia。 她說，這項(xiàng)新工作是“在能夠滅活、修復(fù)或替換身體任何部位導(dǎo)致疾病的基因方面邁出的關(guān)鍵的第一步?！?/p>
原文檢索 ：CRISPR-Cas9 In vivo Gene Editing for Transthyretin Amyloidosis；June 26, 2021 DOI: 10.1056/NEJMoa2107454
