“编辑”基因组,修补遗传病


  你能想象对人类基因组也能“复制”、“粘贴”吗?采用一种“基因组编辑”(genome editing)技术,研究人员们对突变基因实现精确定位修饰,治愈了患有血友病的小鼠。血友病是一种可遗传出血性疾病,患者体内因为缺乏凝血因子导致伤口无法凝结。这是首例利用基因组编辑技术精确定位并修复基因缺陷,更是基因疗法数十年来的一大进展——发展纠正致病基因序列的治疗方式。

  领导这项研究的是费城儿童医院(Children's Hospital of Philadelphia)的基因疗法专家凯瑟琳·A·海(Katherine A. High),她和加州的山加莫生物科学(Sangamo BioSciences)公司展开合作,利用经遗传工程改造的锌指核酸酶(zinc finger nucleases ,ZFNs)作为分子的“Word文字处理软件”,编辑突变的DNA序列。研究人员们已经掌握了设计锌指核酸酶的方法,能够使之更加匹配特殊的基因位置。

  锌指核酸酶独具在染色体上精确定位的优势,而传统基因疗法却存在插入诱变(insertional mutagenesis)的风险,它可能绕过控制基因的正常生物组分,随机地将替代基因传递给不利的位置,引发意外的基因变化,例如白血病。

  在这项试验中,研究人员们采用B型血友病(hemophilia B)老鼠模型,他们用腺病毒相关病毒(adeno-associated virus ,AAV)设计了两种版本的基因传递载体,一种载体携带锌指核酸酶实现基因组剪接,另一种携带正常的F9基因(F9基因突变引发B型血友病)。载体用注射的方式传递到小鼠肝脏,也就是凝血因子生成的部位。被注射了两种载体组合的小鼠体内生成了足够的凝血因子,使凝血时间大大降低,基本接近正常范围。而对照组的小鼠,只接受注射载体之一的小鼠则无明显凝血因子的提高。该研究持续了八个月,其间并无任何毒性反应或者副作用发生。

  海博士指出,这项研究是首次在活体动物体内实现“基因组编辑”技术,该研究的结果具备相当的临床意义,虽然将基因疗法在老鼠模型的成果转移到人体需要相当长的过程——将近20年,然而对于血友病一类的单基因遗传性疾病,研究人员们已经看到了基因治疗的一线曙光。