基因編輯技術(shù)有望治愈肌肉萎縮癥

 原標(biāo)題：基因編輯技術(shù)有望治愈肌肉萎縮癥

　　該技術(shù)被《科學(xué)》評(píng)為2015年度頭號(hào)突破

　　基因編輯技術(shù)CRISPR有望用于治療肌肉萎縮遺傳病。圖片來(lái)源：C. E. Nelson等

　　本報(bào)訊 熾熱的基因組編輯工具CRISPR又取得了一項(xiàng)成就——研究人員利用它治療了小鼠的一種嚴(yán)重肌肉萎縮癥。

　　3個(gè)研究團(tuán)隊(duì)于2015年12月31日在美國(guó)《科學(xué)》雜志上報(bào)告說(shuō)，他們使用CRISPR剪掉了罹患杜氏肌營(yíng)養(yǎng)不良癥（DMD）的小鼠的一部分缺陷基因，從而使得這些嚙齒動(dòng)物能夠制造一種必不可少的肌肉蛋白。該方法是CRISPR第一次被成功用于治療一種成年動(dòng)物的遺傳病。

　　DMD由抗肌萎縮蛋白缺乏或功能受損而引起?？辜∥s蛋白是肌肉的重要組成部分，其基因含79個(gè)被稱為外顯子的蛋白編碼區(qū)域，任何一個(gè)外顯子突變都可能導(dǎo)致抗肌萎縮蛋白出現(xiàn)問題。DMD只影響男孩，大約每3500名新生男嬰中就有1人罹患該癥，患者通常只能活到30多歲。

　　迄今為止，研究人員還沒有找到一種能夠有效治療這種疾病的方法。它已被證明很難提供足夠的肌肉干細(xì)胞進(jìn)入正確的組織以防止這種疾病的發(fā)生。傳統(tǒng)的基因療法——使用一個(gè)病毒攜帶好版本的受損基因進(jìn)入細(xì)胞——不能取代完整的抗肌萎縮蛋白基因，這是因?yàn)楹笳咛罅?。一些基因治療專家希望給DMD患者提供一個(gè)“微”抗肌萎縮蛋白基因，從而帶來(lái)一個(gè)短小但工作的蛋白，進(jìn)而降低疾病的嚴(yán)重性。一些公司已經(jīng)開發(fā)出了化合物，能夠讓細(xì)胞的DNA閱讀機(jī)制繞過(guò)抗肌萎縮蛋白基因的一個(gè)有缺陷的外顯子，從而產(chǎn)生一個(gè)短小但功能性的關(guān)鍵蛋白。但這些所謂的外顯子跳躍藥物并沒有說(shuō)服監(jiān)管機(jī)構(gòu)，因?yàn)樗鼈冇懈弊饔茫⑶抑荒茉谂R床試驗(yàn)中輕微地改善肌肉性能。

　　如今，CRISPR進(jìn)入了人們的視野。這項(xiàng)被《科學(xué)》雜志評(píng)為2015年年度突破的技術(shù)依賴于一個(gè)單鏈RNA引導(dǎo)一種名為Cas9的酶在基因組中精確定位，進(jìn)而剪斷DNA。細(xì)胞隨后會(huì)通過(guò)再連接一個(gè)受損的斷鏈，或者利用一個(gè)提供的DNA模板創(chuàng)造一個(gè)新序列來(lái)修復(fù)這一缺口。科學(xué)家已經(jīng)利用CRISPR技術(shù)修正了采集自動(dòng)物或人體的細(xì)胞中的某些遺傳病，并在成年小鼠中成功治療了肝病。2014年，研究人員發(fā)現(xiàn)這種技術(shù)還能夠修復(fù)小鼠胚胎中有缺陷的抗肌萎縮蛋白基因。

　　但利用CRISPR治療已經(jīng)患有DMD的病人似乎是不切實(shí)際的，因?yàn)槌赡耆说某墒旒∪饧?xì)胞通常是不分裂的，因此不具備開啟添加或糾正基因過(guò)程所必需的DNA修復(fù)機(jī)制。但是CRISPR能夠被用來(lái)剪斷一個(gè)有缺陷的外顯子，從而使細(xì)胞的基因閱讀機(jī)制能夠制造一個(gè)縮短版本的抗肌萎縮蛋白，這類似于外顯子跳躍和微基因方法。

　　在第一項(xiàng)研究中，北卡羅來(lái)納州達(dá)勒姆市杜克大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程師Charles Gersbach等人用CRISPR刪除出現(xiàn)突變的外顯子23，并引發(fā)機(jī)體自動(dòng)“縫合”剩下的蛋白編碼區(qū)域，制造出縮短但仍能發(fā)揮作用的新版本抗肌萎縮蛋白。

　　他們首先利用不致病的腺病毒做載體，將基因編輯系統(tǒng)輸送到成年小鼠的腿部肌肉細(xì)胞內(nèi)，結(jié)果顯示，其腿部的抗肌萎縮蛋白水平得到一定程度的恢復(fù)，肌肉力量增加。他們又將基因編輯系統(tǒng)注射入小鼠的血液，這次小鼠全身肌肉得到改善，尤其是與心臟有關(guān)的肌肉，而心肌衰竭是DMD患者死亡的主要直接原因之一。

　　另外兩項(xiàng)研究中，得克薩斯大學(xué)的Chengzu Long等人和哈佛大學(xué)的Amy Wagers等人同樣通過(guò)腺病毒與基因編輯技術(shù)的組合，治療罹患DMD的小鼠，并發(fā)現(xiàn)小鼠肌肉功能有著類似的改善。

　　Gersbach評(píng)價(jià)說(shuō)：“盡管還要做大量工作去把這個(gè)方法轉(zhuǎn)化成人類療法并驗(yàn)證其安全性，但我們第一批試驗(yàn)結(jié)果令人激動(dòng)。”