将基因编辑治疗直接注入身体可能是治疗罕见病一种安全有效的方法。
图1:CRISPR-Cas9复合体(白色和蓝色)可以切割DNA(绿色),使致病基因失效。来源:EllaMaruStudio/SciencePhotoLibrary
来自里程碑式的临床试验初步结果表明CRISPR-CAS9基因编辑可以直接注入到身体中以治疗疾病。
该研究是第一个表明,CRISPR-Cas9组分注入血液中,可以安全有效地靶向一种主要在肝脏的蛋白质。在试验中,六个患有转甲状腺素蛋白淀粉样变性(transthyretinamyloidosis,ATTR)这种罕见病的人,接受了基因编辑治疗的单一治疗方法。所有人都注入了一定剂量的与疾病相关的畸形蛋白质。那些接受剂量较高组的人,降低转甲状腺素蛋白(TTR),平均下降87%。
该疗法是由剑桥IntelliaTherapeutics和再生元(Regeneron)合作开发的。他们在新英格兰医学杂志上发表了试验结果,并于6月26日在周围神经协会的在线会议上公布。
CRISPR-Cas9临床试验的先前结果表明该技术可用于体外细胞,编辑体外细胞,然后重新注入参与者体内。但能够直接把编辑基因注入身体有望为更广泛的疾病治疗提供新方向。
治疗无法治疗的疾病
当TTR蛋白分子折叠成错误的形状和丛集时,形成干扰器官功能的纤维,导致转甲状腺素蛋白淀粉样变性(transthyretinamyloidosis,ATTR)。该疾病主要发生于心脏和神经。全世界约有5万人受到此遗传病的影响;TTR基因中有超过个突变与ATTR有关。
这种情况会导致心脏病,至今医生仍没有有效的治疗方法。但ATTR已成为新医疗技术的主要目标,让引起此疾病的基因无法运转。它明确地与特定蛋白质的生产相关-关闭此蛋白质的生产,疾病症状停止进展,在某些病例中反转。
年,美国食品和药物管理局批准了两种治疗ATTR的药物,这两种药物通过靶向编码它的信使RNA来减少TTR的产生。虽然这些药物将TTR减少约80%并延长存活率,但必须长期使用,以便保持TTR水平下降,而且并不能总是停止疾病进展。
大多数TTR蛋白在肝脏中产生,一个容易从血液中浸泡药物的器官。该功能是关键:虽然CRISPR-CAS9被称为革命性的方式来治疗疾病,但它有局限性。该技术需要一种称为CAS9的DNA切割酶,以及一种称为引导RNA的RNA,将其引导到基因组中的适当位置。这些必须以免于破坏的方式包装,并且必须将其送到身体所需的特定位置。
Intellia将诱导编码导向RNA的RNA分子和由称为脂质的生物分子制成纳米颗粒中的Cas9蛋白,其可以被肝脏占据。引导RNA发送CAS9以缩减TTR基因;然后,细胞的DNA修复过程被破坏,通常会造成致病基因失效并停止产生TTR蛋白。
治疗后一个月,所有参与者的TTR生产物都减少了。在接受高剂量测试组的人中,TTR蛋白下降了96%。目前的治疗可以将TTR减少多达80%。一个敲除TTR产生的治疗将提高患者症状改善的机会,停止疾病的进展,甚至可能得到改善。
骨髓和其他疾病
研究人员正焦急地等待更多参与者的数据,并想知道所有参与者在更长的一段时间内的疗效。但目前的结果足以燃起希望,Crisp-Cas9有一天将不仅帮助治疗ATTR,还有更多其他疾病。
Intellia还表明他可以将CRISPR-CAS9组分递送给小鼠骨髓中的细胞。Leonard表示,该公司热衷于开发一种治疗镰状细胞贫血的方法,这种正在进行的基因编辑试验不需要进行危险的骨髓移植。
另一家公司已经将CRISPR-CAS9组件编码为残疾病毒。在具有遗传性失明疾病的人中测试,但病毒必须直接注射到眼睛中,在那里需要进行基因编辑。
将CRISPR-CAS9组件提供给身体各个部件的技术将迅速推进。疾病的名单一直在增长,我们将看到基因组编辑的更广泛应用。
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