斯坦福大學(xué)醫學(xué)院的研究團隊利用CRISPR技術(shù)，在人體干細胞中修復了造成鐮狀細胞貧血病的基因，這些干細胞可以正常移植到小鼠體內并蓬勃發(fā)育。關(guān)于這項臨床前試驗成功的研究文章于11月7日在線(xiàn)發(fā)表在Nature上。

　　鐮刀形細胞貧血癥是一種隱性基因遺傳?。夯疾≌叩难杭t細胞表現為鐮刀狀，其攜帶氧的功能只有正常紅細胞的一半。迄今為止還沒(méi)有能真正治愈的藥物。目前唯一批準用于治療鐮狀細胞疾病的藥物是hydroxyurea（羥基脲），該藥物只能用來(lái)緩解癥狀，并不能治愈該疾病。

　　斯坦福大學(xué)醫學(xué)院的研究團隊利用CRISPR基因編輯技術(shù)，在人體干細胞中修復了造成鐮狀細胞貧血病的基因，這是在研發(fā)針對該疾病的基因治療道路上走出的關(guān)鍵一步。這項最新研究證明了修復后的細胞能生成正常功能的血紅蛋白分子，可以在正常紅細胞中攜帶氧氣，這些干細胞也可以正常移植回小鼠體內。

　　這項研究表明針對血源性遺傳疾病，可以進(jìn)行基因治療修復，這是一種概念證明。這一研究成果于11月7日在線(xiàn)發(fā)表在Nature上。文章通訊作者是斯坦福大學(xué)醫學(xué)院教授、CRISPRTherapeutics公司創(chuàng )始人MatthewPorteus博士。

　　1基因治療之路

　　隨著(zhù)醫學(xué)的飛躍發(fā)展，目前治愈鐮刀狀細胞疾病的新希望已經(jīng)浮出水面，一種理想的療法（基因療法）成為大家積極嘗試的研究手段。2011年哈佛大學(xué)醫學(xué)院等機構研究人員運用基因沉默的方式，把患鐮狀細胞貧血病的成年實(shí)驗鼠體內的BCL11a基因剔除。結果發(fā)現其鐮狀細胞貧血病癥狀得到明顯改善。Bluebird公司運用基因療法，單個(gè)病人的臨床積極數據引起轟動(dòng)。治療時(shí)需要從病人的骨髓中抽取造血干細胞，并在體外進(jìn)行修改，再將其移植到病人體內。也是迄今為止唯一能治愈該疾病的方法（詳細）。

　　自從CRISPR技術(shù)產(chǎn)生后，我國廣醫三院孫筱放教授帶領(lǐng)的團隊，也通過(guò)CRISPR/Cas9基因編輯技術(shù)，成功糾正β-地貧iPSCs中的β珠蛋白基因（HBB）突變，為沒(méi)有骨髓移植匹配捐贈者的患者提供了一種新的自體移植治療選擇。人們認為真正運用于臨床還有很長(cháng)一段路要走。

　　然而沒(méi)想到這么快，2016年下半年就有臨床前試驗證實(shí)：CRISPR可以治療鐮刀形細胞貧血癥。這項研究不僅為鐮刀型細胞貧血癥等血液疾病帶來(lái)了福音，也為CRISPR在臨床上的應用提出了新希望，進(jìn)一步推動(dòng)CRISPR真正走向臨床。

　　2CRISPR帶來(lái)新希望

　　這項研究從患者體內采集干細胞，然后進(jìn)行修復，研究顯示這些干細胞能生成正常的血紅細胞。以往的研究主要都是通過(guò)舊的基因編輯技術(shù)，但這項新發(fā)現采用了CRISPR技術(shù)。研究人員之前花了6年時(shí)間，希望能通過(guò)當時(shí)的技術(shù)來(lái)靶向β-球蛋白，而CRISPR實(shí)驗只進(jìn)行了一個(gè)星期，效果要好得多。

　　CRISPR是指成簇的間隔短回文重復，細菌通過(guò)CRISPR與內切酶Cas組成的防御系統對抗外來(lái)侵略者。CRISPR-Cas能根據向導RNA的指引切割入侵者的遺傳物質(zhì)。2012年研究者們利用這一特點(diǎn)，將CRISPR系統發(fā)展成了強大的基因組編輯工具。

　　利用這種技術(shù)，研究人員可以在希望的位置進(jìn)行剪切，比如這項研究就是在鐮狀細胞突變處。一旦突變DNA序列被刪除，那么就可以利用其它工具粘上一個(gè)正常的序列拷貝。

　　研究小組首先從患者體內取出造血干細胞，利用CRISPR糾正基因突變，然后濃縮干細胞，這樣90%的造血干細胞都會(huì )攜帶糾正過(guò)的細胞基因。最后研究人員將這種濃縮后，糾正過(guò)了的造血干細胞注入到幼鼠體內。這些干細胞能從血液系統正常進(jìn)入骨髓，開(kāi)枝散葉制造血液細胞。16周后，研究小組檢查小鼠骨髓，發(fā)現糾正后的干細胞蓬勃發(fā)育。

　　無(wú)需用這些細胞完全替換患者體內所有的鐮狀細胞，只要鐮狀細胞的比例低于30%，那么患者就不會(huì )出現癥狀了。而且糾正過(guò)的細胞相對于鐮狀細胞具有優(yōu)勢，因為后者一般來(lái)說(shuō)平均10天后就會(huì )死亡，而糾正后的細胞能生活大約120天。

　　3安全問(wèn)題

　　雖然基因治療的研究近年來(lái)取得了很大的進(jìn)步，但尚未廣泛推廣。CRISPR基因編輯也沒(méi)有在人體臨床實(shí)驗中進(jìn)行驗證。這就存在一個(gè)問(wèn)題，它們安全嗎？會(huì )不會(huì )出現未知的免疫反應，或者改變非靶標DNA序列，也就是說(shuō)脫靶呢？

　　對此通訊作者Porteus認為目前我們還沒(méi)有一個(gè)測試能夠運行來(lái)證明它的安全性，他認為一系列不同的實(shí)驗也許能提供一些安全性的資料。到目前為止，此研究中沒(méi)有發(fā)現糾正的造血干細胞與正常的健康造血干細胞的區別。