▎药明康德内容团队编辑自最早的基因编辑工具问世至今，基因编辑技术已经有近30年的历史了。特别是年以来，随着CRISPR的横空出世，基因编辑技术日渐趋于成熟。然而，相对于基因编辑工具本身的快速进化，递送技术发展滞后，体内基因编辑治疗的临床应用困难重重。诺奖得主JenniferDoudna博士在年初给《自然》杂志撰写的综述中，系统论述了基因编辑治疗的前景和挑战。在展望CRISPR美好应用前景的同时，这位诺奖得主发出感叹：“递送可能仍然是基因编辑体细胞治疗的最大瓶颈。”
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今日，上海医院的蔡宇伽团队在《自然-生物医学工程》（NatureBiomedicalEngineering）杂志上发表研究论文，描述了他们发明的一种介于病毒载体与非病毒载体之间的类病毒体（virus-likeparticle,VLP）递送技术，可以递送CRISPR/Cas9mRNA，实现安全和高效的体内基因编辑。研究团队介绍，该技术是中国首个完全自主开发的原创型基因治疗载体。“实现基因编辑酶在体内的瞬时递送是我们基因治疗科学家的梦想。有了这样的载体，我们可以最大限度地提高基因编辑治疗的安全性，也意味着基因编辑体内治疗离临床应用无限接近。然而，实现这个梦想并不容易，也几乎没有人相信可以成功。我从博士生时代开始尝试，到现在成为博士生的导师，经过10年时间的不断地探索与积累，直到最近才取得了核心突破。”蔡宇伽博士说。理想的基因编辑递送工具需要兼具瞬时和高效的特点，以确保治疗的安全性和有效性。慢病毒载体可以高效感染几乎所有的细胞，而非病毒成分mRNA具有瞬时性的特点。蔡宇伽团队利用mRNA茎环结构与噬菌体衣壳蛋白特异识别的原理，通过病毒工程技术，将两者的优点结合起来，创造了新型递送技术VLP-mRNA。通过VLP-mRNA递送Cas9mRNA，Cas9的存在时间只有72小时。研究发现，与长时间表达Cas9的病毒系统相比，VLP-mRNA可以显著降低、甚至完全避免脱靶效应。另外，VLP-mRNA可以递送整个CRISPR元件（Cas9与gRNA），克服了腺相关病毒（AAV）载体运载能力小的限制，甚至可以递送更大的碱基编辑工具。研究人员还将VLP-mRNA技术用于眼科疾病的治疗。老年性黄斑变性（AMD）是一种退行性眼底疾病。患者表现为中心视力下降、视物变形、周边部或中心视野出现暗点,对老年人的生活质量造成极大的影响。据统计，西方发达国家中70岁以上的老年人罹患AMD者超过40%。在中国，随着老年人口日渐增多，黄斑变性的发病率也越来越高。另外，糖尿病患者也可能罹患糖尿病相关黄斑变性，总体发病率在10%左右。图片来源：RF
研究团队利用激光诱导的小鼠黄斑变性模型，通过视网膜下腔注射的方式，发现CRISPR特异性地分布在视网膜色素上皮细胞（RPE），而RPE细胞是眼内VEGF的主要来源。VLP递送CRISPR实现了高达44%的vegfa基因敲除，降低了63%的新生血管面积。第二代测序表明VLP-mRNA未诱导出脱靶效应。对于此前报道的AAV递送CRISPR引起的大片段缺失，研究团队通过第三代测序，仅能发现勉强高于背景的信号。值得一提的是，VLP-mRNA无论在体外还是在眼内，均未引起免疫反应。这些实验结果有力支持了CRISPR在黄斑变性基因治疗上的临床应用潜力。▲VLP递送CRISPR实现了vegfa基因敲除，降低新生血管面积（图片来源：参考资料[1]）研究人员总结说，VLP-mRNA可以作为一种通用型的、瞬时性的CRISPR递送工具，兼具高效和安全的优点。该技术将帮助CRISPR体内基因编辑治疗时代的真正来临，为无药可治或有药难治的遗传性、获得性以及感染性疾病的患者带来新的希望。上海交通大学博士生凌思凯是本文的第一作者，上海交通医院眼科临床医学中心的杨仕琪博士、孙晓东教授也为本研究的完成做出了重要贡献。复旦大医院、医院、中科院、丹麦奥胡斯大学的科学家参与了本研究。参考资料：[1]SikaiLingetal.,()Lentiviraldeliveryofco-packagedCas9mRNAandaVegfa-targetingguideRNApreventswetage-relatedmaculardegenerationinmice.NatureBiomedicalEngineeringDoi: