采用“魔法剪刀”CRISPR技术可能治愈这7类疾病

来源: 新浪医药新闻  2018-06-26 A- A+

2012年,CRISPR-Cas9被首次描述为一种基因编辑工具。之后短短几年,该技术得到了迅速普及,这得益于它具有比以往任何时候更快、更便宜、更容易的基因组编辑能力。现在,它已经被称为本世纪最大的生物技术发现之一,改变了科学家们研究的方式。无论是兴奋还是恐惧,人人都期待着CRISPR在人类疾病治疗上的应用。

理论上,CRISPR技术可以让我们随意编辑任何基因突变,并治愈因该基因突变引起的疾病。在实践中,我们尚正处于开发CRISPR作为疗法的初期阶段,未来还有许多未知数。

目前,科学家们正在利用CRISPR解决以下7类疾病,这些疾病可能最终会成为这一革命性技术治疗的首批适应症。

1、癌症

CRISPR的首批治疗应用之一可能是癌症。目前,首批推进最快的CRISPR临床试验之一正在中国开展,测试这款基因编辑工具治疗晚期食管癌患者的潜力。

杭州一家肿瘤医院正在进行的治疗是从患者体内提取T细胞,利用CRISPR技术将这些细胞进行修饰,移除编码PD-1受体的基因,有些肿瘤能够结合该受体并引导机体免疫系统不对其攻击。然后,再将这些修饰后的T细胞回输至患者体内,从而具有更高攻击肿瘤细胞的能力。

据悉,迄今为止至少已有86例患有不同类型癌症的患者在中国接受了CRISPR治疗,结果或将很快公布。美国计划进行的首个CRISPR试验也将针对癌症,使用CRISPR移除PD-1以及来自T细胞的一种受体,使其工程化表达一种癌症靶向性受体。

2、血液病

将在欧洲开展的首个CRISPR试验是治疗β-地中海贫血,这是一种血液疾病,影响血液中氧的运输。该疗法由CRISPR Therapeutics和Vertex Pharma联合开发,包括了从患者中采集造血干细胞,并使用CRISPR技术使其产生胎儿血红蛋白,这是一种天然形式的携氧蛋白,结合氧的能力比成人血红蛋白要好得多。

治疗β-地中海贫血的首个临床试验预计将在今年晚些时候获欧盟EMA批准后启动。第二个试验将测试同样的疗法治疗镰状细胞病,这是另一种影响氧运输的血液疾病。然而在美国,FDA已暂停了该疗法的美国临床试验,要求先澄清一些安全问题之后再继续推进。

血友病是CRISPR技术能够解决的另一类血液疾病。目前,CRISPR Therapeutics公司正与Casebia合作开发一种体内CRISPR疗法,其中基因编辑工具被直接递送至肝脏

3、失明

CRISPR是治疗遗传性失明的一种很好的候选技术。对于许多遗传类型的失明,引起疾病的特异性突变是已知的,这将很容易指导CRISPR-Cas9靶向并修饰该基因突变。

此外,眼睛是身体免疫豁免(immunoprivileged)的一部分,这意味着免疫系统的活动在这里会受到限制。这一点在最近提出的关于CRISPR可能引起免疫反应的担忧中成为一个优势,这些免疫反应会阻断CRISPR的活性并导致副作用。

Editas Medicine公司正在开发一种CRISPR疗法治疗Leber先天性黑朦(LCA),这是遗传性儿童失明的最常见原因,没有治疗药物。该公司的目标是针对最常见的疾病突变,在儿童完全失去视力之前利用CRISPR恢复感光细胞的功能。

4、艾滋病

有几种方式CRISPR技术可帮助我们对抗艾滋病。一种是使用CRISPR将HIV病毒DNA从免疫细胞DNA中切割出来,这种方式可带来的关键优势是能够攻击潜伏形式的HIV病毒。潜伏类型的HIV将其DNA插入人体DNA内,而且不活跃,这使得大多数疗法无法靶向它。

另一种方法可以让人体抵抗HIV感染。科学家发现,某些人天生就具有抗HIV的能力,这是由于其体内基因CCR5的一个突变。CCR5基因编码了一种细胞表面受体,HIV需要借助该受体进入人体免疫细胞内。CCR5基因的这个突变改变了CCR5受体的结构,使病毒不再能够与受体结合。

目前,大多数治疗HIV的CRISPR技术仍处于早期开发阶段,在推进至人体临床测试之前仍需要先在动物身上进行试验。

5、囊性纤维化

囊性纤维化是一种可引起严重呼吸问题的遗传性疾病。尽管已有药物上市治疗这些症状,但患有这种疾病的病人预期寿命只有40年左右。CRISPR技术可以通过编辑CFTR基因中存在的引起囊性纤维化的突变,从而帮助我们解决疾病的根源。

目前,研究人员已经证明,可以在源于囊性纤维化患者的人类肺细胞中使用CRISPR技术,并能修复导致该病的最常见的突变。下一步是在人体中进行测试,这也是Editas Medicine和CRISPR Therapeutics公司正在进行的。

然而,囊性纤维化可由CFTR基因的多种不同突变引起,这意味着不同的遗传缺陷必须开发不同的CRISPR疗法。Editas Medicine指出,该公司的重点是研究最常见的突变,以及一些没有治疗药物的罕见突变。

6、肌肉萎缩症

杜氏肌营养不良(DMD)是由DMD基因突变引起,该基因编码肌肉收缩所必需的蛋白质。天生患有这种疾病的人在儿童期会表现进行性的肌营养不良症,目前除了姑息治疗外尚无治疗方法。

在小鼠中开展的研究表明,CRISPR技术可以用来修复DMD背后的基因突变。今年早些时候,美国一组研究人员使用CRISPR在12个战略性“突变热点”进行编辑,而不是单独编辑固定的每一个突变。这12个“突变热点”覆盖了可导致DMD的3000种不同突变中的大部分突变。一家名为Exonics Therapeutics的公司已经成立,专门开发这种方法。

Editas Medicine也在开发一种CRISPR疗法治疗DMD,该疗法也是针对更广泛的突变而不是固定的突变,通过移除含有突变的蛋白质部分,使蛋白长度截短,但仍然具有功能性。

7、亨廷顿病

亨廷顿病是一种神经退行性疾病,具有很强的遗传因素。该病是由亨廷顿(huntingtin)基因内特定DNA序列的异常重复引起的,拷贝数越高,疾病就越早显现出来。

治疗亨廷顿病可能非常棘手,因为任何脱靶(off-target)效应都可能在大脑中产生比身体其他部位更危险的后果。因此,科学家们正在寻找方法来调整基因编辑工具,使其更为安全。

美国的研究人员已经开发出了KamiCas9,这是一种含有一个Cas9酶“自我毁灭按钮”的CRISPR-Cas9版本。这意味着CRISPR被指令切割自己的Cas9酶序列。来自波兰的另一组研究人员则选择了将CRISPR-Cas9与一种“切口酶”(nickase)进行配对,使基因编辑更加精确。

展望未来

目前,还很难预测采用CRISPR作为治疗手段的结果,但随着上述首批尝试的向前推进,越来越多的适应症可能会被添加至治疗列表中。将这项突破性技术转化为实际疗法的最大挑战之一是关于CRISPR疗法潜在风险的许多未知因素。一些科学家担心可能的脱靶效应,基因编辑工具的免疫反应,或者可能增加癌症的风险等等。但我们相信时间能证明一切。(新浪医药编译/newborn)

文章参考来源:7 Diseases CRISPR Technology Could Cure

*声明:本文由入驻新浪医药新闻作者撰写,观点仅代表作者本人,不代表新浪医药新闻立场。
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