科學(xué)家首次利用CRISPR－Cas9基因編輯技術(shù)成功阻止了杜氏肌營養(yǎng)不良癥的進(jìn)展

根據(jù)8月30日發(fā)表在雜志上的一項(xiàng)研究，來自美國西南大學(xué)的科學(xué)家首次利用CRISPR－Cas9基因編輯技術(shù)，成功地提高了4只患有杜氏肌營養(yǎng)不良癥（DMD）的狗的肌肉蛋白水平。這一研究進(jìn)展有望加速類似的臨床試驗(yàn)，以治療這種致命的肌肉萎縮疾病。

DMD是一種主要發(fā)生在男孩中的罕見遺傳疾病，約每3500－5000名男孩中就有一人患DMD，通?；颊叩募∪鈴膬和瘯r(shí)期就開始逐漸衰弱，往往青少年時(shí)期就不得不坐在輪椅上甚至戴上呼吸器，但最終仍會因?yàn)樾呐K或膈肌的衰竭而在30歲左右時(shí)就過早死亡。

DMD由基因突變導(dǎo)致患者的肌肉細(xì)胞很少或幾乎無法產(chǎn)生抗肌萎縮蛋白（dystrophin，Dys）引起，而Dys可以幫助肌肉吸收沖擊并保護(hù)它們免受損害，對肌肉的正常功能發(fā)揮至關(guān)重要。盡管科學(xué)家早在幾十年前就已經(jīng)知道了DMD的發(fā)病原因，但一直沒有研發(fā)出有效的治療方法。如果使用CRISPR－Cas9這一方法在人類試驗(yàn)中證明有效，或許能從根本上改變DMD患者的疾病情況。

西南大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)對DMD幼犬的肌肉細(xì)胞進(jìn)行了基因編輯，以消除蛋白質(zhì)產(chǎn)生的關(guān)鍵障礙－－在狗和人類患者身上都存在的一小段蛋白質(zhì)編碼DNA。為了將這種基因編輯技術(shù)植入狗的肌肉中，西南大學(xué)分子生物學(xué)家、研究資深作者Eric Olson博士及其同事將一種無害的病毒－－腺相關(guān)病毒（AAV）設(shè)計(jì)為載體，并剝離出部分病毒自身的DNA，為基因編輯組分騰出空間。一些病毒攜帶Cas9分子“剪刀”，用來切斷阻礙肌肉細(xì)胞中Dys產(chǎn)生的DNA序列，另外一些病毒則攜帶引導(dǎo)分子以幫助Cas9確定出所需切割的位點(diǎn)。

在干預(yù)后的大約兩個(gè)月內(nèi)，狗全身的肌肉組織中產(chǎn)生了更多的Dys，根據(jù)肌肉類型和劑量的不同，與骨骼相連的肌肉中Dys水平上升至正常水平的3％至90％，在治療的關(guān)鍵目標(biāo)－－心肌中，其水平上升至92％，而在隔膜中這一水平也上升至58％，而通常在DMD人群中，Dys幾乎是不存在的。這項(xiàng)研究證明CRISPR可用于在實(shí)驗(yàn)室中治療嚙齒類動(dòng)物和人體細(xì)胞中的DMD，這是首次在大型哺乳動(dòng)物中獲得成功。

在這項(xiàng)研究中，該團(tuán)隊(duì)專注于測量蛋白質(zhì)水平的恢復(fù)， 還沒有探究這種干預(yù)對狗的行為和日常生活的影響。研究人員表示目前還沒有發(fā)現(xiàn)基因組的其他區(qū)域出現(xiàn)任何意外變化（基因編輯技術(shù)通常讓人擔(dān)憂的問題），不過也沒有證據(jù)表明這項(xiàng)技術(shù)讓會使狗生病。

CRISPR基因編輯一次輸注能在DMD患者中持續(xù)多長時(shí)間尚不清楚，Olson和他的同事們希望這種干預(yù)措施可以只需要一次就足夠耐用，但他們還需要更進(jìn)一步的研究來獲得更清晰的思路。 西北大學(xué)遺傳醫(yī)學(xué)中心遺傳學(xué)心臟病學(xué)專家Elizabeth McNally表示，如果一段時(shí)間內(nèi)需要進(jìn)行多次的治療，患者可能無法使用同一種病毒載體。 “人體可能會產(chǎn)生相應(yīng)的中和抗體，因此關(guān)于采用病毒傳遞還有許多問題需要研究?！?/p>

目前唯一批準(zhǔn)用于美國市場的DMD治療方法－－一種需要持續(xù)輸注的藥物，Exondys51（eteplirsen）——可以幫助Dys水平適度上升，于2016年9月獲批，不過該藥的療效較為模糊，并且遭到了FDA專家委員會的明確拒絕，但最終卻出乎意料地獲得了FDA批準(zhǔn)。這種方法與Olson的不同之處在于，它作用于RNA而不能改變異常的DNA序列，因此需要不斷重新引入以確保健康的Dys的產(chǎn)生。該療法的生產(chǎn)公司－－Sarepta Therapeutics尚未對這項(xiàng)新研究發(fā)表觀點(diǎn)。

DMD研究員、哈佛大學(xué)干細(xì)胞生物學(xué)和再生醫(yī)學(xué)教授Amy Wagers（沒有參與兩種療法的研究）表示，這兩種治療方法都有潛力用于促進(jìn)Dys的分泌?！把芯吭诖笮筒溉閯?dòng)物中獲得成功是非常令人興奮的，但作者也非常恰當(dāng)?shù)刂赋隽?，這是對少數(shù)動(dòng)物進(jìn)行的一項(xiàng)初步研究，隨訪時(shí)間尚短?！?/p>

該研究第一作者、Olson實(shí)驗(yàn)室分子生物學(xué)助理講師Leonela Amoasii博士說道，“在臨床應(yīng)用之前，我們還有很多工作要做?！痹搶?shí)驗(yàn)室下一步計(jì)劃進(jìn)行更長期的研究，以衡量Dys水平是否能保持穩(wěn)定，并確?；蚓庉嫴粫a(chǎn)生副作用。