研究发现小鼠自带先天性基因疗法 可避免基因突变

研究发现小鼠自带先天性基因疗法可避免基因突变在成为成熟的信使核糖核酸（mRNA）之前，前mRNA会在细胞核内被修改。内含子（RNA的非编码部分）被去除，外显子（RNA的编码部分）被拼接在一起，形成成熟的mRNA。然后，成熟的mRNA被输出到细胞质中，细胞的核糖体"机器"在那里将遗传信息解码成细胞过程所需的蛋白质。但是，RNA也可以通过非编码RNA来调节基因活动，因为非编码RNA的基因序列并不用于生成蛋白质。4.5SH就是这样一种非编码RNA，它只存在于小鼠和大鼠等小型啮齿动物体内。4.5SH基因形成了一个大型的串联重复序列集群，即在一个基因中多次重复的DNA短序列，每个细胞中的分子数超过10,000个。由日本北海道大学研究人员领导的一项新研究发现，4.5SHRNA的作用是规避小鼠DNA在mRNA成熟过程中发生的突变。该研究的通讯作者之一中川伸一说："4.5SHRNA于20世纪70年代被发现，尽管它在许多类型的组织中大量存在，但其功能40多年来一直是个谜。"研究人员发现，敲除小鼠的4.5SH基因是致命的，会导致小鼠在胚胎阶段死亡，这表明4.5SHRNA是小鼠体内一种重要的非编码RNA。中川说："众所周知，小鼠基因组中编码重要蛋白质的基因有许多致命突变。"4.5SHRNA具有大量清除这些突变的能力--本质上，它是一种天然的基因疗法，可以防止突变"。RNA测序显示，4.5SHRNA能保护转录组（所有RNA转录本的集合，包括编码和非编码）免受异常外显子的影响，否则这些异常外显子会引入过早的终止密码子，即终止蛋白质翻译过程的信号，或者移帧突变，即改变序列读取方式的插入或缺失。通过分析4.5SHRNA的分子结构，研究人员发现它由两部分组成：一个是能识别异常外显子的传感器模块，另一个是能与异常外显子碱基配对的效应模块，以防止它们通过一种叫做替代剪接的过程并入mRNA中。在替代剪接过程中，一个突变的外显子会在剪接过程中被跳过，从而产生一种功能相似的新蛋白质（称为异构体），而不会丢失原有的蛋白质。中川说："据我们所知，这是第一个自然产生的RNA能够以明确的开/关方式调节替代剪接的例子。我们的研究还表明，这种非编码RNA中的很大一部分可能参与控制替代剪接。"4.5SHRNA可作为小鼠的天然基因治疗剂，防止RNA变异（左）。通过对4.5SHRNA进行工程设计，有可能将其用于治疗人类遗传疾病（右）中川真一/北海道大学通过了解4.5SHRNA的模块化结构，研究人员设计出了一种可编程剪接调节器（嵌合RNA），以诱导跳过感兴趣的目标外显子。他们设计的嵌合RNA可以成为基因工程的有用工具。中川说："我们的发现表明，通过修改4.5SHRNA的传感器模块，有可能开发出只识别特定基因突变的新型基因治疗药物，这样我们就有可能阻止与疾病相关的有毒区域表达。"这项研究发表在《分子细胞》（MolecularCell）杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1404415.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1404415.htm

革命性基因疗法为镰状细胞病患者带来新希望

革命性基因疗法为镰状细胞病患者带来新希望越来越多的证据表明，基因疗法是治疗镰状细胞病的可行方法。根据美国疾病控制和预防中心的数据，约有10万美国人患有镰状细胞病。在美国，每365个出生的黑人婴儿中就有一个患有镰状细胞病，每16300个西班牙裔婴儿中就有一个。直到最近，唯一的治疗方案仍是通过兄弟姐妹或匹配的捐赠者进行密集的骨髓移植。但现在，其他治疗方法也即将问世。芝加哥大学医学中心科默儿童医院是临床试验中招收患者的三个地点之一，该试验测试了治疗镰状细胞病的干细胞基因疗法。作为试验的一部分，研究人员使用CRISPR-Cas9编辑从每位患者身上提取的干细胞（血细胞的组成成分）中的特定基因。这种蛋白质可以替代血液中不健康的镰状血红蛋白，防止镰状细胞病的并发症。然后，患者接受自己编辑的细胞输注治疗。该疗法是第二种使用CRISPR-Cas9技术治疗该疾病的方法，也是第一种针对新的基因区域并使用冷冻保存干细胞的方法，希望能增加这种治疗方法的可及性。其他针对SCD的基因治疗研究使用的是慢病毒--一种经常被修改并用于基因编辑的病毒，可长期存留在细胞中。用CRISPR-Cas9编辑的干细胞中不会残留外来物质。接受CRISPR编辑干细胞的试验参与者报告说，血管闭塞事件减少了，这是一种当镰状红细胞聚集并导致阻塞时发生的痛苦现象。芝加哥大学医学院和科默儿童医院儿科干细胞和细胞疗法项目主任、该研究的资深作者詹姆斯-拉贝尔（JamesLaBelle）医学博士说："最大的启示是，现在比以往任何时候都有更多可能治愈镰状细胞病的疗法，而不是使用他人的干细胞，因为这样做会带来一系列其他并发症。特别是在过去的10年里，我们已经了解了在治疗这些患者时应该做什么和不应该做什么。我们一直在努力为患者提供不同类型的、毒性较低的移植，现在基因疗法完善了现有的治疗方法，因此每一位镰状细胞病患者在需要时都能得到某种治疗。在芝加哥大学医学院，我们已经建立了基础设施，以支持镰状细胞病治疗的新方法，并为其他疾病带来更多的基因疗法。"随着科学界不断完善和扩大基因疗法的应用范围，治疗镰状细胞病等疾病的潜力正日益成为变革性的现实。虽然这一进程仍在继续，需要长期的跟踪和进一步的研究，但这项研究为未来有效的基因干预提供了令人鼓舞的指引。拉贝尔强调，在更广泛的治疗开发背景下，这项研究对越来越多的证据支持基因疗法作为镰状细胞病治疗手段的可行性具有重要意义。今年，还有两种治疗镰状细胞病的基因疗法正在等待美国食品及药物管理局的批准。"这项试验的数据为镰状细胞病和其他骨髓衍生疾病的类似基因疗法提供了支持。"他说："如果我们没有这些数据，这些研究就不会取得进展。"编译自：ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1403041.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1403041.htm

环球科学全色盲儿童经过基因治疗可部分恢复视锥细胞功能

全色盲儿童经过基因治疗可部分恢复视锥细胞功能人类视网膜中的感光细胞，分为视锥细胞和视杆细胞。视锥细胞分为三组，各自对不同波长的光线敏感，帮助我们区分颜色。而视网膜中缺少某一组视锥细胞，或者视锥细胞功能缺陷，可导致色盲。最近，在一项中，科学家通过基因疗法部分恢复了两位全色盲儿童的视锥细胞的功能。全色盲通常是由基因突变引起，最常见的突变位于CNGA3和CNGB3这两个基因之中。全色盲患者的视锥细胞无法向大脑传递信号，但在许多情况下这些细胞依然存在。研究者希望基因治疗能帮患者激活休眠的视锥细胞。科学家招募了4位年龄在10-15岁之间的全色盲患者（与CNGA3或CNGB3有关）参与临床试验，利用表达CNGA3或CNGB3基因的腺相关病毒载体，对每位患者的其中一只眼睛进行视网膜下基因治疗。此后，研究者使用一种新的fMRI映射方法对患者进行检测，这种方法可以将患者已有的视杆细胞信号和治疗后产生的视锥细胞信号进行区分。结果发现，其中两位患者在治疗后的6-14个月之间，大脑皮层收到的视锥细胞信号来自接受治疗的那只眼睛。治疗前，这两位患者在任何测试中皆未表现出视锥细胞功能。另外，两位患者的心理物理测试结果表明，接受过治疗的眼睛区分不同对比度的能力有了明显变化。至于这种疗法到底能在多大程度上改善患者的视力，还需进一步研究来证实。

临床试验显示：基因编辑疗法可改善遗传性失明患者视力

临床试验显示：基因编辑疗法可改善遗传性失明患者视力美国麻省眼耳医院和俄勒冈健康与科学大学联合开展的一项研究表明，在接受CRISPR基因编辑实验性治疗后，大约79%的遗传性视网膜变性临床试验参与者症状得到改善。研究论文发表在最新一期《新英格兰医学杂志》上。EDIT-101是一种使用CRISPR技术的实验性基因编辑疗法。此次试验评估了EDIT-101的安全性和有效性，实验性治疗用于编辑中心体蛋白290（CEP290）基因中的突变，该基因指令负责表达对视力至关重要的蛋白质。(科技日报)

全球首款CRISPR基因编辑疗法获FDA委员会关键背书 冲击下月获批

全球首款CRISPR基因编辑疗法获FDA委员会关键背书冲击下月获批（来源：CRISPRTherapeutics）与过去几年审查疫苗上市资格一样，外部委员会给出的积极意见并不会约束FDA批准上市与否的决策，但FDA一般也会遵循委员会的建议。按照既定的审查日期，FDA将在12月8日对这款药物治疗严重镰状细胞病的资格进行评审，并在明年审批该疗法治疗输血依赖性地中海贫血（TDT）的生物制品许可证。对于投资市场来说，上面这段话可以简述为：人类历史上首个使用CRISPR/Cas9基因编辑技术治疗基因疾病的疗法有望在一个月后获得FDA批准。顺便提一句，CRISPRTherapeutics的联合创始人里，就有2020年凭借CRISPR基因编辑获得诺贝尔化学奖的EmmanuelleCharpentier。潜在的“功能性治愈”希望根据默沙东诊疗手册，镰状细胞病是血红蛋白（红细胞中的携氧蛋白）的一种遗传性基因异常，特征是红细胞呈镰刀（新月）形并且异常红细胞大量被破坏造成慢性贫血。由于镰状细胞僵硬，所以难以通过身体中最小的血管（毛细血管），导致血流阻塞，引发疼痛、器官损害等后果。（图示，来源：默沙东诊疗手册、Blausen）传统上对这种疾病的治疗目的只能是缓解症状和预防危象。虽然可以通过干细胞移植来达到治愈，但患者余生需要一直服用免疫抑制药物。Exa-cel疗法的原理是通过在体外对患者自己的造血干细胞进行编辑，使得血红细胞生产高水平的胎儿血红蛋白，从而减少SCD患者的血管闭塞危象。同理，这种疗法也能减少TDT患者输血的需求。根据此前的临床试验结果，使用Exa-cel疗法的大多数TDT患者在试验周期内不再需要输血，而所有入组的SCD患者在随访期内没有出现管闭塞性危象。应用层面也存在短板对于SCD患者来说，FDA还将在12月20日审批BluebirdBio的基因疗法。虽然治疗的手段越来越多，但这类疗法普遍有一个问题——贵。虽然福泰制药并没有披露过Exa-cel的售价，但市场普遍预期单个患者的治疗费用可能会达到上百万美元的水平。作为参考，早些年有针对美国医疗体系的经济研究指出，美国SCD患者终生治疗也非常昂贵，估计每年花费医疗保健系统30亿美元。同时，其他类似的基因疗法花费也要达到数百万美元。福泰预期，获批上市后大约有2万名患者可能适用于这种疗法，目前联邦医疗补助和私营保险运营商也表现出纳入该药物的兴趣。而且由于“基因编辑”的定制特性，所以每个患者都需要单独操作，客观上限制了这类疗法的大规模应用。据介绍，患者首先需要接受骨髓干细胞释放到血液中的治疗，接着连续输血8周，然后取出干细胞送往公司进行处理。与此同时，患者将接受“强烈的化疗”，以清除骨髓中的治疗细胞。最后，经过处理的细胞被输回患者体内，再经过至少一个月的住院停留，确保新细胞生长并重新填充骨髓后才算完整整个疗程。福泰制药的顾问之一、宾州儿童医院的血液科主任AlexisThompson博士直白地表示，美国绝大多数医院都无法提供这种疗法。作为一种崭新的疗法，业界对于CRISPR基因编辑技术也有额外的担忧：如果基因“剪刀”剪错了，可能会破坏基因并导致血癌。虽然在临床试验阶段没有出现这种情况，但福泰的试验只入组了44名患者，跟踪时长超过16个月的只有30人。对于这个问题，公司通过将入组患者的DNA与大型数据库进行对比来回应这方面的问题，并表示计划追踪临床试验参与者未来15年的变化。专家组对疗法的安全性表示认可，并强调新疗法带来的好处超过潜在的不利因素。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1393719.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1393719.htm

美国FDA批准首个基因编辑疗法 定价220万美元

美国FDA批准首个基因编辑疗法定价220万美元Casgevy由制药公司VertexPharmaceuticals和生物技术公司CRISPRTherapeutics共同开发，用于治疗12岁及以上成人镰状细胞病。CRISPRTherapeutics由诺贝尔奖获得者EmmanuelleCharpentier创立，该疗法上个月获得了英国监管机构的批准。一次治疗，终生治愈镰状细胞病是一种遗传性血液疾病，基因突变导致通常满月形的红细胞形成半月形卡在血管内，限制血液流动并引起阵阵剧痛。“镰状细胞病是一种罕见的、使人衰弱且危及生命的血液疾病，其需求未得到满足，我们很高兴能够推动这一领域的发展，特别是对于生活受到该疾病严重干扰的个人而言，”美国FDA生物制品评估和研究中心治疗产品办公室在一份声明中表示。但这种药物的定价也非常昂贵，每位患者的治疗费用高达220万美元。根据Vertex目前的药物制备能力，大约16000名镰状细胞重症患者将有资格获得该药物。尽管这种基因编辑治疗只需进行一次，但整个准备过程需要耗费数月时间。具体来看，患者的血液干细胞首先需要被提取和分离，并送往Vertex实验室进行基因改造。但基因编辑好之后，患者需要接受几天的化疗，以清除旧细胞并为新细胞腾出空间。新细胞被注入后，接受者需要在医院度过数周的时间进行康复。Vertex公司CEOReshmaKewalramani表示：“我们相信药品的价格能够反映其带来的价值，而这种价值所带来的价值是一次性疗法，可能终生治愈疾病。”与此同时，蓝鸟公司（BluebirdBio）的一款基因疗法Lyfgenia当天也获得了美国FDA批准，用于治疗12岁及以上人群的镰状细胞病，每位患者的治疗费用更是高达310万美元。2012年，两位女性科学家JenniferDoudna和EmmanuelleCharpentier发表了关于名为CRISPR-Cas9的基因编辑系统的开创性论文，她们随后因此获得诺贝尔奖。这一发现引发了众多公司纷纷寻求利用CRISPR基因编辑技术来治疗各种疾病，镰状细胞病成为主要目标。通过CRISPR技术对患者基因进行编辑，可以激活所谓的“胎儿血红蛋白”，以帮助红细胞保持健康的形状。中国基因编辑疗法进展如何？在中国，研究人员也瞄准利用CRISPR技术开发药物，从而治疗包括地中海贫血、镰状细胞病在内的遗传性疾病。第一财经记者梳理公开资料，目前有博雅辑因、绑耀生物、本导基因、瑞风生物以及中因科技等多家国内生物技术公司在从事基因编辑疗法产品的开发，并已有多个产品进入临床试验阶段。其中，输血依赖型β地中海贫血是热门的目标；此外，基因变异导致的视网膜色素变性疾病也是一个方向。以输血依赖型β-地中海贫血为例，国内中重度患者人数达30万人。不过基因编辑药物的开发也面临伦理风险。事实上，早在2015年4月，中山大学黄军就教授发表全球第一篇使用CRISPR/cas9基因编辑技术对人类胚胎中地中海贫血症致病基因修饰的研究成果，但被指挑战了伦理边界。对此，中国科学院院士、复旦大学附属中山医院心内科主任葛均波教授表示：“我认为，医学可以有疯狂的想法，但是应该拒绝疯狂的行为。”此外，国内企业在基因编辑疗法技术方面仍然存在进步空间。基因编辑技术难度高，以往模仿分子结构式、绕过化合物专利的路径失灵，需要有更多原创思维。在安全性方面，相较于体外基因编辑可以通过质量控制来掌控进入人体的编辑产物，体内基因编辑无法进行类似的质量控制，若出现脱靶事件，错误编辑的细胞仍会留在体内。在支付方面，基因编辑疗法价格高昂，在中国也面临一定的挑战。清华大学药学院创院院长丁胜此前接受采访时指出，跟普通药物相比，基因治疗方式的前期研发有很高门槛，治疗基因的设计、优化乃至载体选择都不容易，而基因疗法的链条非常长，选择何种载体、何种片段的治疗基因、基因治疗过程中采用何种技术，每一个环节都需要根据患者的情况进行设计以及质检，才能保证安全，这就导致有些品种的药品难以批量化生产，生产成本居高不下。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1403161.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1403161.htm