Jennifer Doudna 盛讚:首次將CRISPR 注入血液治療肝病
這項研究為CRISPR 治療其他肝臟疾病鋪平了道路,方法可以是敲除基因,也可以是更具挑戰性的在DNA 模板的幫助下修改基因。後一種方法也可以用來把肝臟變成一個工廠,製造身體其他部位所需的酶。
一種基於CRISPRr 技術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RNA( 藍色)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擅長修復實驗室培養細胞中的疾病突變。但是,使用CRISPR來治療大多數遺傳疾病患者需要清除一個巨大的障礙:將分子剪刀放入人體,讓它在需要的組織中切割DNA。現在,研究人員在醫學上首次將CRISPR藥物注射到生來患有致命神經和心髒病的人的血液中,發現其中三人的肝臟幾乎停止了有毒蛋白質的產生。
雖然現在還不能確定CRISPR 治療是否會緩解這種疾病的症狀,這種疾病被稱為甲狀腺素運載蛋白澱粉樣變性,但今天報告的初步數據讓人們對這種一次性、終身治療感到興奮。賓夕法尼亞大學的基因編輯研究員、心髒病學家Kiran Musunuru( 他沒有參與這項試驗)說:“這是令人震驚的結果。它超出了我所有的預期。”
這項工作對於開發基於信使RNA( 信使RNA, 細胞自然生成的蛋白質生成指令)的治療方法的競賽來說也是一個里程碑。合成的mRNA為兩種COVID-19 疫苗提供了能量,供數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 聯合創始人之一、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 領域的融合”。Moderna 製造了一種新冠病毒疫苗,也在開發信使RNA 藥物。
CRISPR 臨床試驗旨在使一種突變基因失活,該基因會導致肝細胞產生一種錯誤折疊的蛋白質,這種蛋白質被稱為轉甲狀腺素(TTR), 它會在神經和心臟上積聚,導致疼痛、麻木和心髒病。由此產生的病症相對罕見,而一種被批准的藥物,帕提蘭patisiran, 可以穩定它。但老牌生物技術公司Regeneron Pharmaceuticals 和初創公司Intellia Therapeutics 的研究人員認為,這是他們正在開發的可注射CRISPR 治療原理的一個很好的證明。
去年,研究人員使用CRISPR 打開一種胎兒形式的血紅蛋白,以糾正鐮狀細胞疾病或幾個人的相關疾病。該療法需要移除患者患病的血液幹細胞,在培養皿中使用CRISPR 對其進行修飾,然後將其註入體內。一項將編碼CRISPR 成分的病毒直接注入眼睛的試驗也正在進行中,以治療一種導致失明的疾病。但是治療大多數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,然後將治療目標對準一個器官或組織——這是一個巨大的挑戰,但在肝臟中可能更容易,因為肝臟吸收外來顆粒。
在CRISPR 試驗中,4 名男性和2 名女性在46 歲到64 歲之間患有轉甲狀腺素澱粉樣變,他們被注射了一種脂質顆粒,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RNA, 將其引導到TTR 基因。在Cas 切割後,細胞的DNA 修復機制修復斷裂,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《新英格蘭醫學雜誌》上報導。“這些數據非常鼓舞人心,”倫敦大學學院(University College London) 的試驗負責人Julian Gillmore 說。他今天也在周圍神經學會(Peripheral Nerve Society) 的在線年會上介紹了這項研究。巴黎薩克萊大學的神經學家David Adams 領導了patisiran 的試驗,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, 可以暫時抑制TTR 的產生,這意味著必須定期注射。)
接受CRISPR 治療的患者可能需要幾個月的時間才能看到症狀減輕,但他們報告的短期副作用很少。隨著時間的推移,問題可能會浮出表面:CRISPR 可能會在錯誤的DNA 位置(以及非肝細胞)進行切割,引發癌症或其他問題。但是脂質包裹的信使RNA 方法可能比使用病毒傳遞編碼編輯蛋白的遺傳指令並將RNA 引導到細胞中更安全,這是一種可靠的方法,其他人正在尋求系統性治療。這些基因可以在細胞中持續存在,在完成其工作後很長一段時間內繼續生成基因編輯器。相反,“mRNA 的美妙之處在於它在用完之後就消失了,”Julian 說。
這項研究為CRISPR 治療其他肝臟疾病鋪平了道路,方法可以是敲除基因,也可以是更具挑戰性的在DNA 模板的幫助下修改基因。後一種方法也可以用來把肝臟變成一個工廠,製造身體其他部位所需的酶。
加州大學伯克利分校(University of California, Berkeley) 的Jennifer Doudna 發現了更大的前景,她因發現CRISPR 而與他人分享了去年的諾貝爾獎,並與他人共同創辦了Intellia。她說,這項新工作是“在能夠滅活、修復或替換身體任何部位導致疾病的基因方面邁出的關鍵的第一步。”
原文檢索:CRISPR-Cas9 In vivo Gene Editing for Transthyretin Amyloidosis;June 26, 2021 DOI: 10.1056/NEJMoa2107454