新进展：基因组编辑治愈动物血友病
2011-06-30 00:00:00来源：医脉通阅读：46次
文献标题：In vivo genome editing restores haemostasis in a mouse model of haemophilia
文献出处：Nature. 2011 Jun 26. doi: 10.1038/nature10177.
期刊影响因子：31.434
PMID:21706032
文献出处：Nature. 2011 Jun 26. doi: 10.1038/nature10177.
期刊影响因子：31.434
PMID:21706032
科学家应用一种新基因治疗技术——基因组编辑（可精确定位突变的DNA）已成功治愈小鼠血凝固障碍——血友病。这是基因组编辑（精确瞄准并修复基因缺陷）首次用于活体动物并取得了具有临床意义的结果。
此外，该技术可纠正致病性DNA序列，标志着在研究基因治疗数十年的科学进展中向前迈出了重要一步。在这项新研究中，研究人员使用了两个版本的基因工程病毒（腺伴随病毒或AAV）——1个携带可剪切精确位点DNA的酶，另外1个携带将要复制入DNA序列的替代基因。所有这些均发生于活体小鼠的肝细胞中。
“我们的研究提出了这种可能，即在体内导入锌指核酸酶后基因组编辑可在具有临床意义的层面纠正基因缺陷”研究负责人费城儿童医院血液病学家兼基因治疗专家Katherine A. High博士表示。High是霍华德• 休斯医学研究所的研究员，他在儿童医院的细胞与分子治疗中心当主任，已研究血友病的基因治疗达10多年。该研究今天在线发表于《自然》。
High与Sangamo BioSciences公司的科学家们进行了合作研究，应用称之为锌指核酸酶（ZFNs）（发挥分子文字处理器的功能）的基因工程酶编辑突变的DNA序列。科学家们已知道如何设计能与特定基因位置自定义匹配的ZFNs。他们设计了9因子基因（F9）的特异性ZFNs，并将其与可恢复血友病中丧失正常基因功能的DNA序列连接在一起。
通过精确靶向染色体上的某一特定位点，ZFNs较常规基因治疗技术具有优势；常规基因治疗技术可能随机将替代基因导入不利位点，而ZFNS可绕过调控基因的正常生物调节成分。这种不精确的靶向具有“插入诱变”的风险，即纠正基因可引起意外改变，如引起白血病。
血友病中，1处遗传性单基因突变损害了患者产生凝血蛋白的功能，从而导致自发性出血事件，有时会危及生命。该病的两种主要形式（几乎仅见于男性）为血友病A与血友病B，分别由凝血因子VIII与凝血因子IX缺乏引起。患者需频繁输注凝血蛋白，其费用昂贵且有时可刺激机体产生可抵消治疗疗效的抗体。
在当前的研究中，研究人员应用基因工程技术制造血友病B小鼠模型(模拟人类疾病)。治疗前，未检测出小鼠的凝血因子IX水平。
其他研究者进行的既往研究已显示ZFNs可在培养的干细胞（编辑后注入小鼠体内用于治疗镰状细胞病）中完成基因组编辑。然而，这种体外方法不适于许多累及整个器官系统的人类遗传疾病。因此当前的研究检验了直接进行体内（在活体动物体内）基因组编辑是否有效。
High及其同事应用腺伴随病毒（AAV）设计了1个载体（基因转运载体）的2种版本。1个AAV载体携带ZFNs用于编辑，另1个转运具有正常功能的F9基因。因为同一基因上不同的突变可引起血友病，该过程替换了7个不同的编码序列，覆盖血友病B中95%的带病突变。
研究人员将基因治疗载体注入小鼠体内，旨在将其传送至产生凝血因子的肝脏。接受ZFN/基因联合治疗的小鼠可产生足量的凝血因子，从而将凝血时间降至接近正常水平。在接受缺乏ZFNs 或F9微基因载体治疗的小鼠中，循环因子以及凝血时间无显著改善。
这种改善在研究的8个月中一直存在，且对生长、体重增长以及肝功能无毒性作用，提示该疗法耐受性好。
“关于我们可在体内进行基因组编辑，从而产生稳定且具有临床意义的结果，本文为这一设想提供了证据支持。”High表示。“我们需进行进一步的研究以将该发现转化入为可治疗人类血友病以及其他单基因疾病的安全有效方法，但这是一项很有前景的基因治疗策略。”她继续说道，“基因治疗自小鼠模型向人的临床转化进程较长（需要将近20年），但我们正见证其在一系列疾病（自遗传性视网膜病至血友病）中的积极结果。体内基因组编辑成熟应用于治疗尚需时间，但其代表了基因治疗发展的下一目标。