文丨尋藥真理團(tuán)
基因編輯技術(shù)可以對(duì)受影響家庭進(jìn)行DNA測(cè)序以提供導(dǎo)致每種疾病突變的深度詳細(xì)信息，以及特定基因變化(基因型)與疾病嚴(yán)重程度之間的盤(pán)點(diǎn)相關(guān)性。隨后通過(guò)DNA序列的文帶改變和修正，破壞有毒或抑制性基因的讀懂功能或恢復(fù)必要基因的功能來(lái)提供遺傳治療。
目前的基因技術(shù)基因編輯技術(shù)有ZFNs（zinc-finger nucleases）技術(shù)、TALENs（transcription activator-like effector nucleases）技術(shù)、編輯CRISPR/Cas9技術(shù)和BE（base editing）及PE（prime editing）技術(shù)。深度
ZFNs、盤(pán)點(diǎn)TALENs和CRISPR/Cas9技術(shù)是文帶將DNA打斷后依賴非同源末端連接或同源定向重組修復(fù)的方式進(jìn)行修復(fù)。
BE可以將某一特定位點(diǎn)的讀懂特定堿基對(duì)替換為另一指定堿基對(duì)。
PE可以通過(guò)細(xì)胞自我修復(fù)機(jī)制將一段單鏈DNA整合到基因組中，基因技術(shù)而原始序列會(huì)通過(guò)細(xì)胞的編輯修復(fù)機(jī)制去除掉。
圖1. 不同基因編輯技術(shù)的深度作用原理
目前的基因編輯技術(shù)通過(guò)體細(xì)胞修飾治療患者。這些治療旨在只影響接受治療的盤(pán)點(diǎn)個(gè)人而并不會(huì)影響其后代。而在胚胎發(fā)生期間或之后發(fā)生的文帶基因組變化可以在一些或所有的兒童細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)，包括生殖系。與體細(xì)胞編輯不同，經(jīng)過(guò)種系編輯的人類(lèi)可以將這些編輯傳遞給后代，因此這種基因編輯技術(shù)因有污染人類(lèi)基因庫(kù)的潛在風(fēng)險(xiǎn)而不被使用。
圖2. 生殖細(xì)胞編輯
01ZFNs技術(shù)
ZFNs（zinc-finger nucleases）由決定其特異性的鋅指蛋白結(jié)構(gòu)域和切割 DNA 的 Fok I 核酸酶結(jié)構(gòu)域共同組成，是一種人工核酸酶。
圖3. a為ZFNs與DNA互作用示意圖，b為三聯(lián)鋅指結(jié)構(gòu)配對(duì)DNA示意圖
鋅指結(jié)構(gòu)是鋅配位DNA結(jié)合結(jié)構(gòu)域類(lèi)轉(zhuǎn)錄因子的DNA結(jié)合域所使用的一種模體。在人類(lèi)基因組中有700多種蛋白質(zhì)中包含至少4000個(gè)這樣的結(jié)構(gòu)域，占人類(lèi)基因的2%左右。它們折疊形成ββα構(gòu)象，這種結(jié)構(gòu)不會(huì)直接與DNA結(jié)合，而是會(huì)穩(wěn)定模體中的α螺旋，并讓?duì)谅菪斜┞对谕鈧?cè)的側(cè)鏈伸入DNA大溝中。
圖4. C2H2型鋅指pdb（其中紅球?yàn)殇\離子）
其中最常見(jiàn)的一種鋅指為C2H2型鋅指由兩個(gè)半胱氨酸和兩個(gè)組氨酸與中間的鋅離子配位以穩(wěn)定整個(gè)結(jié)構(gòu)。
圖5. 人轉(zhuǎn)錄因子sp1第二個(gè)鋅指的pdb結(jié)構(gòu)圖，圖中間灰球?yàn)殇\離子
在結(jié)構(gòu)被穩(wěn)定后，鋅指通過(guò)其阿爾法螺旋的-1、3、6三個(gè)位點(diǎn)對(duì)DNA的堿基進(jìn)行特異性識(shí)別。
圖6. 人轉(zhuǎn)錄因子sp1第三個(gè)鋅指的pdb結(jié)構(gòu)圖
如上圖中所示，-1位的R和6位的R特異性識(shí)別G，3位的E特異性識(shí)別C。
Fok I 是Flavobacterium okeanokoites限制性修飾系統(tǒng)的一員，它識(shí)別一個(gè)dsDNA的非回文序列5'- GGATG-3'-5'-CATCC-3’。
完成識(shí)別后，它會(huì)切割GGATG下游9nt和CATCC下游13nt的位點(diǎn)形成一個(gè)粘性末端，這意味著它有兩個(gè)結(jié)構(gòu)域-DNA識(shí)別結(jié)構(gòu)域和核酸內(nèi)切酶結(jié)構(gòu)域。
圖7. Fok1蛋白的pdb圖
FOk1必須二聚才具有活性，該二聚體的形成需要鎂離子輔助。
圖8. Fok1蛋白二聚體示意圖，D1,D2,D3代表洋紅色、綠色、白色的3個(gè)結(jié)構(gòu)域，藍(lán)色結(jié)構(gòu)域?yàn)楹怂醿?nèi)切結(jié)構(gòu)域
首先，F(xiàn)ok I單體在其識(shí)別位點(diǎn)與DNA結(jié)合。在Mg2+的存在下，裂解域與識(shí)別域分離。第二個(gè)Fok I分子與另一個(gè)識(shí)別位點(diǎn)結(jié)合，通過(guò)其裂解域與第一個(gè)分子二聚，并在第一個(gè)位點(diǎn)催化裂解。裂解后，兩個(gè)Fok I分子從DNA中分離出來(lái)，或者它們?nèi)匀唤Y(jié)合在一起，并通過(guò)與與其他位點(diǎn)結(jié)合的Fok I分子二聚來(lái)催化更多的裂解。
圖9. Fok1切割機(jī)理示意圖
1993年Chandrasegaran和金洋均等人將3個(gè)鋅指結(jié)構(gòu)域與1個(gè) Fok I 核酸酶的水解結(jié)構(gòu)域進(jìn)行連接，構(gòu)建出了第一個(gè)鋅指蛋白核酸酶 。它通過(guò)鋅指結(jié)構(gòu)域識(shí)別DNA序列并通過(guò)Fok1的二聚對(duì)DNA進(jìn)行定點(diǎn)切割。
圖10. ZNFs與DNA特異性識(shí)別結(jié)構(gòu)示意圖
02TALENs技術(shù)
TALENs（transcription activator-like effector nucleases）技術(shù)的核心是TALE蛋白。TALE蛋白最初是在黃單胞菌中發(fā)現(xiàn)的，黃單胞菌是辣椒和番茄細(xì)菌性葉斑點(diǎn)病的主要病原體。通過(guò)對(duì)黃單胞菌關(guān)鍵致病基因avrBs3進(jìn)行插入突變和缺失分析確定了avrBs3活性必需的3.6-3.7kb區(qū)域，對(duì)該區(qū)域進(jìn)行測(cè)序后發(fā)現(xiàn)了一段氨基酸編碼區(qū)（ORF1），該區(qū)域能夠編碼具有avrBs3活性的蛋白。在另一條鏈上鑒定出另一段相似的ORF區(qū)域，兩段區(qū)域的相同點(diǎn)是具有17個(gè)102bp的重復(fù)序列，而該區(qū)域編碼的蛋白就是TALE蛋白。如圖1所示，TALE蛋白的主要結(jié)構(gòu)分為三個(gè)部分，包括：中心結(jié)構(gòu)域的串聯(lián)重復(fù)序列（Repeat domain)、核定位信號(hào)和酸性轉(zhuǎn)錄激活結(jié)構(gòu)域，其中中心結(jié)構(gòu)域的串聯(lián)重復(fù)序列是TALENs技術(shù)特異性識(shí)別DNA序列的區(qū)域。
圖11. TALE蛋白結(jié)構(gòu)示意圖。圖中紅色區(qū)域表示串聯(lián)重復(fù)序列，黃色區(qū)域表示核定位信號(hào)，綠色區(qū)域表示酸性轉(zhuǎn)錄激活結(jié)構(gòu)域。圖中展示了串聯(lián)重復(fù)序列的第一個(gè)序列，其中12、13位氨基酸為可變氨基酸
串聯(lián)重復(fù)序列一般由34個(gè)氨基酸重復(fù)單元組成，具有高度的保守性。其中12、13位的氨基酸具有高度可變性，為可變氨基酸（RVD)，RVD可以識(shí)別四種不同的堿基。每一個(gè)重復(fù)序列對(duì)應(yīng)識(shí)別一個(gè)核苷酸，如圖2所示。C端的第一個(gè)重復(fù)序列只有前二十個(gè)氨基酸與其他重復(fù)單元相同，稱(chēng)為半重復(fù)性。
圖12. TALE蛋白中重復(fù)序列識(shí)別DNA上對(duì)應(yīng)堿基示意圖.第一行代表串聯(lián)重復(fù)序列中的各個(gè)序列，以可變氨基酸的縮寫(xiě)表示；第二行代表每個(gè)序列對(duì)應(yīng)的堿基
通過(guò)嘗試不同的RVD氨基酸組合，得到了以下的密碼表
圖13. TALE蛋白重復(fù)序列中RVDs與核苷酸對(duì)應(yīng)的密碼表.圖中堿基字母的高低代表了該堿基與相應(yīng)可變氨基酸序列配對(duì)的頻率大小，表中數(shù)字代表該該堿基與相應(yīng)可變氨基酸序列配對(duì)的頻率
因?yàn)門(mén)ALE具有特異性識(shí)別DNA序列的能力，類(lèi)似于鋅指蛋白核酸酶（ZFNs）。因此將TALE蛋白中特異性識(shí)別區(qū)域與FokⅠ核酸酶偶聯(lián)即可構(gòu)建新的DNA編輯工具，稱(chēng)為T(mén)ALENs。由于FokⅠ核酸酶需要二聚才能發(fā)揮作用，TALENs也需要成對(duì)作用以切斷目標(biāo)DNA位點(diǎn)。同時(shí)TALENs技術(shù)也存在脫靶現(xiàn)象、費(fèi)用昂貴且費(fèi)時(shí)、可能會(huì)引起機(jī)體免疫反應(yīng)等問(wèn)題。
03堿基編輯技術(shù)
堿基編輯（BE）技術(shù)提供了不引入DNA雙鏈斷裂和外源工體DNA模板的條件下，就可以對(duì)單堿基進(jìn)行轉(zhuǎn)換的可能性。2016年，David R. Liu團(tuán)隊(duì)首先報(bào)道了胞嘧啶脫氨酶和nCas9組成的CBE系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)C-T或G-A的轉(zhuǎn)換。
2017年，David R. Liu 團(tuán)隊(duì)又開(kāi)發(fā)了由腺嘌呤脫氨酶和nCas9 組成的ABE系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)A-G或T-C的轉(zhuǎn)換。BE系統(tǒng)主要由dCas9、sgDNA和脫氨酶組成，dCas9是失活的Cas9酶，沒(méi)有催化活性，但是可以與目標(biāo)DNA結(jié)合，使得sgDNA（single guide DNA）與目標(biāo)序列的互補(bǔ)鏈結(jié)合，繼而DNA雙螺旋打開(kāi)，此時(shí)脫氨酶將單個(gè)堿基進(jìn)行轉(zhuǎn)變：對(duì)于CBE系統(tǒng)，胞嘧啶脫氨酶將胞嘧啶變?yōu)槟蜞奏ぃ粚?duì)于ABE系統(tǒng)，腺嘌呤脫氨酶將腺嘌呤變?yōu)榕c鳥(niǎo)嘌呤相似的I堿基，I堿基會(huì)與C堿基配對(duì)。經(jīng)過(guò)堿基變化后，兩條DNA鏈堿基不配對(duì)，互補(bǔ)鏈經(jīng)過(guò)DNA修復(fù)之后與新堿基配對(duì)，這樣就實(shí)現(xiàn)了單一堿基對(duì)的替換。
圖14. CBE技術(shù)
圖15. ABE技術(shù)
堿基編輯技術(shù)具有編輯效率高、編輯損傷少等特點(diǎn)，但是使用脫氨酶可能增加癌變的風(fēng)險(xiǎn)，而且可能出現(xiàn)的脫靶效應(yīng)會(huì)嚴(yán)重影響編輯效率。
BE系統(tǒng)的脫靶現(xiàn)象，2019年，David R. Liu團(tuán)隊(duì)報(bào)道了開(kāi)發(fā)了全新的基因編輯技術(shù)PE（prime editor），不僅較好解決了脫靶的問(wèn)題，而且可以實(shí)現(xiàn)全部12種可能的堿基轉(zhuǎn)化。2021年，高彩霞團(tuán)隊(duì)與David R. Liu 團(tuán)隊(duì)合作，成功建立并優(yōu)化了適用于植物的PPE (plant prime editing) 編輯系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)植物基因組精準(zhǔn)的堿基編輯。
PE是prime editing，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是在BE技術(shù)的基礎(chǔ)上引入逆轉(zhuǎn)錄的方法，不僅可以實(shí)現(xiàn)單個(gè)堿基轉(zhuǎn)換，還可以實(shí)現(xiàn)堿基敲除、添加等多種操作。PE技術(shù)的原理是通過(guò)將Cas9 H840A切口酶和逆轉(zhuǎn)錄酶偶連在一起，接著在一種含有一段RNA的pegRNA（prime editing guide RNA）引導(dǎo)下，靶向結(jié)合并切開(kāi)一條 DNA鏈，逆轉(zhuǎn)錄生成的單鏈DNA會(huì)在該切口處與原始序列展開(kāi)競(jìng)爭(zhēng)，由于DNA修復(fù)的酶一般從5端結(jié)合DNA鏈，所以原始的鏈傾向于被清除掉，希望加入的片段優(yōu)先整合到原序列中，這樣可以實(shí)現(xiàn)堿基替換、增減，也可以實(shí)現(xiàn)DNA片段的增減。
PE技術(shù)還不成熟，其可靠性有待進(jìn)一步研究，而且與堿基編輯技術(shù)相似，使用逆轉(zhuǎn)錄酶和脫氨酶仍然存在安全隱患。
圖16. PE技術(shù)
04CRISPR／Cas9技術(shù)
CRISPR／Cas9 系統(tǒng)主要由 Cas9 蛋白和單鏈向?qū)?RNA （sgRNA） 所組成，其中 Cas9 蛋白起切割 DNA 雙鏈的作用， sgRNA起向?qū)У淖饔茫趕gRNA的向?qū)峦ㄟ^(guò)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，Cas9蛋白可對(duì)不同的靶部位進(jìn)行切割，實(shí)現(xiàn)DNA的雙鏈斷裂。
圖17. CRISPR/Cas9技術(shù)的主要原理
CRISPR/Cas9技術(shù)主要過(guò)程是crRNA結(jié)合到Cas9，Cas9核酸酶的構(gòu)象發(fā)生改變，產(chǎn)生一條能通道，讓DNA更容易結(jié)合。Cas9/crRNA復(fù)合體能夠識(shí)別PAM(5'-NGG)位點(diǎn)導(dǎo)致DNA解旋，使crRNA找到PAM位點(diǎn)相鄰的DNA互補(bǔ)鏈。當(dāng)Cas9結(jié)合到PAM位點(diǎn)相鄰的，與crRNA互補(bǔ)的DNA序列上，REC葉內(nèi)部的橋螺旋和靶DNA形成RNA-DNA 異源雙鏈結(jié)構(gòu)。PAM位點(diǎn)的識(shí)別包括可使靶DNA雙鏈斷裂(DSB)的HNH和RuvC核斷裂的激活，導(dǎo)致DNA降解。如果crRNA與靶DNA不互補(bǔ)，Cas9將會(huì)釋放出來(lái)，尋找新的PAM位點(diǎn)。DNA中的線性靶基因組斷裂后可以通過(guò)非同源末端接合(NHEJ)或者同源介導(dǎo)的修復(fù)(HDR)來(lái)進(jìn)行修復(fù)，而非同源末端接合(NHEJ)會(huì)引起插入或者刪除錯(cuò)誤，從而達(dá)到定點(diǎn)敲除某種基因的目的。
在利用CRISPR/Cas9系統(tǒng)進(jìn)行基因組編輯的過(guò)程中，tracrRNA和crRNA可以融合成為1條RNA（sgRNA）表達(dá)同樣可以起到靶向剪切的作用。因此現(xiàn)在我們用的CRISPR/Cas9工具只有Cas9核酸酶和sgRNA兩部分。應(yīng)用此工具，我們可以非常方便快捷地進(jìn)行任意基因的編輯改造，比如基因敲除、敲入、定點(diǎn)突變等等。
圖18. CRISPR/Cas9技術(shù)的基因插入應(yīng)用
05CRISPR／Cas9技術(shù)的主要應(yīng)用
1基因敲除（Knock－out）
在通常情況下，當(dāng)細(xì)胞出現(xiàn) DNA 雙鏈斷裂的情況時(shí)， 會(huì)采用高效的非同源末端鏈接 （Non－h(huán)omologous end join?ing，NHEJ）對(duì)斷裂的DNA進(jìn)行修復(fù)。但是，在修復(fù)過(guò)程中通常會(huì)發(fā)生堿基插入或缺失的錯(cuò)配現(xiàn)象，造成移碼突變，使靶標(biāo)基因失去功能。而CRISPR／Cas9系統(tǒng)可以利用Cas9蛋白對(duì)靶基因組進(jìn)行剪切，形成DNA的雙鏈斷裂，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)基因敲除。
2基因敲入（Knock－in）
當(dāng)DNA雙鏈斷裂后，如果有DNA修復(fù)模板進(jìn)入到細(xì)胞中，基因組斷裂部分會(huì)依據(jù)修復(fù)模板進(jìn)行同源重組修復(fù) （HDR），從而實(shí)現(xiàn)基因敲入。修復(fù)模板由需要導(dǎo)入的目標(biāo)基因和靶序列上下游的同源性序列（同源臂）組成，同源臂的長(zhǎng)度和位置由編輯序列的大小決定。DNA 修復(fù)模板可以是線性／雙鏈脫氧核苷酸鏈，也可以是雙鏈DNA質(zhì)粒。HDR修復(fù)模式在細(xì)胞中發(fā)生率較低，通常小于10％。
CRISPR／Cas9技術(shù)的優(yōu)勢(shì)是應(yīng)用范圍廣泛，基因編輯效率更高，操作簡(jiǎn)便，費(fèi)用低廉，局限在于同源重組效率低，PAM序列依賴性還有脫靶效應(yīng)。
06基因編輯技術(shù)在基因治療中的應(yīng)用
從 1996 年對(duì)ZFNs 第一次進(jìn)行體外驗(yàn)證到2012年CRISPR/Cas9 技術(shù)的出現(xiàn)和之后的蓬勃發(fā)展，基因編輯技術(shù)發(fā)展迅速，編輯效率和精確性不斷提高，應(yīng)用領(lǐng)域也不斷拓寬。不僅可用于表達(dá)調(diào)控和基因功能的研究、細(xì)胞動(dòng)物模型的構(gòu)建、癌基因和藥物靶點(diǎn)的篩選，在基因治療中更是具有巨大的發(fā)展前景，為單基因遺傳病、癌癥等疾病提供了新的治療方法。
基因治療通過(guò)導(dǎo)入正常基因或者編輯修復(fù)缺陷基因，實(shí)現(xiàn)治療疾病的目的。目前，利用基因編輯技術(shù)在多種疾病，如單基因遺傳病、眼科疾病、艾滋病及腫瘤等的基因治療中得到了應(yīng)用。
圖19. 基因編輯技術(shù)發(fā)展歷程
鐮狀細(xì)胞病(sickle cell disease, SCD)是由于β-珠蛋白基因的第7 個(gè)密碼子的單基因點(diǎn)突變?cè)斐傻摹oban 等利用ZFNs 特異性靶向于β-珠蛋白基因，并誘導(dǎo)CD34+造血干細(xì)胞和祖細(xì)胞中的DNA 被切割。當(dāng)ZFNs 與整合酶缺陷型慢病毒載體或寡核苷酸供體一起傳送進(jìn)細(xì)胞時(shí)，有效地實(shí)現(xiàn)了β-珠蛋白基因座的基因矯正。Hoban 的研究為鐮狀型細(xì)胞性貧血的基因治療提供了重要的方法路徑。
基因編輯技術(shù)不僅應(yīng)用于遺傳性疾病的治療，在非遺傳性疾病中也有重大的突破。與年齡相關(guān)的黃斑衰退(age-related macular degeneration, AMD)是導(dǎo)致成人失明的主要原因，脈絡(luò)膜新血管形成(choroidal neovascularization, CNV)是其主要病理學(xué)特征，血管生成因子如VEGFA (vascular endothelial growth factor A, VEGFA)基因的高表達(dá)是造成病變的主要原因。Kim 等將預(yù)先設(shè)計(jì)好的Cas9 核糖核蛋白 (ribonucleoprotein, RNP)導(dǎo)入成年小鼠眼中，使視網(wǎng)膜色素上皮中VEGFA 基因失活；并且在AMD 的小鼠模型中發(fā)現(xiàn)cas9 RNPs 有效地減少了脈絡(luò)膜新血管生成的面積。該研究表明CRISPR/Cas9 技術(shù)有可能用于非遺傳性退行性眼部疾病的局部治療。
基因編輯技術(shù)在艾滋病、腫瘤治療等領(lǐng)域也取得了初步進(jìn)展。第一次在人類(lèi)中應(yīng)用靶向核酸酶是利用ZFNs 技術(shù)編輯CCR5 基因抵抗HIV。研究者從HIV 病人中提取T細(xì)胞，用ZFNs 技術(shù)干擾T細(xì)胞中CCR5 基因，由于CCR5 基因是大部分HIV 菌株尤其是早期感染菌株的輔助受體，干擾CCR5 基因的表達(dá)可以抗HIV 感染，表明基因編輯技術(shù)可能成為艾滋病治療的新方向。
基因編輯應(yīng)用于腫瘤治療，主要是與免疫治療相結(jié)合，尤其是與CAR (chimeric antigen receptor) T細(xì)胞，該方法在白血病、淋巴瘤和部分實(shí)體瘤中有巨大的發(fā)展前景。CARs 包括腫瘤細(xì)胞特異抗原的胞外單鏈可變片段和細(xì)胞內(nèi)嵌合信號(hào)域，可以激活T 細(xì)胞和殺傷腫瘤細(xì)胞。Ren 等使用CRISPR/Cas9 系統(tǒng)同時(shí)破壞多個(gè)基因位點(diǎn)，產(chǎn)生的TCR (T cell receptor)和HLA-I (HLA class I)缺陷的CAR-T細(xì)胞可作為通用的CAR-T 細(xì)胞，用于免疫治療；除了產(chǎn)生通用的CAR-T 細(xì)胞，基因編輯技術(shù)也可通過(guò)敲除編碼T 細(xì)胞抑制受體或信號(hào)分子的基因如PD1(programmed cell death protein 1)和CTLA4 (cytotoxic T lymphocyte-associated protein 4)，用于產(chǎn)生增強(qiáng)型CAR-T 細(xì)胞。
2016 年，四川大學(xué)華西醫(yī)院盧鈾團(tuán)隊(duì)開(kāi)展了CRISPR 基因編輯技術(shù)的臨床實(shí)驗(yàn)，從轉(zhuǎn)移性非小細(xì)胞肺癌患者中分離出T 細(xì)胞，并使用CRISPR/Cas9 技術(shù)敲除細(xì)胞中的PD-1 基因，在體外擴(kuò)增到一定量后再重新輸回患者體內(nèi)，達(dá)到殺死腫瘤細(xì)胞的目的但是簡(jiǎn)單的敲除T細(xì)胞的抑制因子是一把雙刃劍，真正投入臨床使用還需要進(jìn)一步研究敲除這些抑制因子是否會(huì)引起細(xì)胞的不可控制的增殖或者產(chǎn)生嚴(yán)重的自身免疫。
由于BE技術(shù)是在不造成雙鏈DNA斷裂的情況下進(jìn)行的精確堿基轉(zhuǎn)換，這對(duì)于基因治療而言無(wú)疑是一個(gè)非常有效的工具。β-地中海貧血是由于珠蛋白基因(hemoglobin-beta, HBB)突變所致，中國(guó)和東南亞地區(qū)的發(fā)病原因主要是HBB基因A到G的突變。2017年，中山大學(xué)黃軍就團(tuán)隊(duì)利用單堿基編輯技術(shù)在不能發(fā)育成熟的人類(lèi)三元核胚胎中對(duì)HBB的點(diǎn)突變進(jìn)行編輯，即將堿基G改為A從而修正錯(cuò)誤。該研究是第一個(gè)利用BE技術(shù)對(duì)遺傳疾病突變位點(diǎn)進(jìn)行精準(zhǔn)修復(fù)的研究，為治療新生兒β-型地中海貧血癥，甚至為其他遺傳性疾病的治療打開(kāi)了新窗口。Chadwick團(tuán)隊(duì)也通過(guò)BE技術(shù)實(shí)現(xiàn)PCSK9基因的敲除，從而降低血漿膽固醇的水平。
07結(jié)論及展望
基因編輯技術(shù)的快速發(fā)展極大地提高了我們對(duì)真核細(xì)胞基因組進(jìn)行精準(zhǔn)改變的能力。可編輯的核酸酶，尤其是編輯效率更高、操作簡(jiǎn)單、成本低的CRISPR/Cas 系統(tǒng)，徹底改變了我們對(duì)基因組功能的研究。單堿基編輯技術(shù)的出現(xiàn)和不斷改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)了單個(gè)堿基的精準(zhǔn)轉(zhuǎn)換，降低了脫靶效率。
雖然目前基因編輯技術(shù)仍然面臨著脫靶效率和潛在的免疫反應(yīng)等副作用的問(wèn)題，相信在未來(lái)多學(xué)科的交叉融合和科學(xué)家的共同合作下，新一代基因編輯技術(shù)將更加簡(jiǎn)便、高效、精確，目前存在的問(wèn)題也會(huì)逐步得到解決。隨著人們對(duì)疾病新的有效靶點(diǎn)的研究突破，特別是對(duì)那些傳統(tǒng)療法難以治愈的疾病，可以通過(guò)糾正致病基因或引入有益突變來(lái)達(dá)到治愈疾病的目的。基因編輯技術(shù)的臨床轉(zhuǎn)化和應(yīng)用研究值得拭目以待，這將成為下一代轉(zhuǎn)化療法和治療范例的關(guān)鍵，也將促進(jìn)個(gè)體化醫(yī)療的快速發(fā)展。
參考文獻(xiàn)：
邱志超, 李卓霏, 石宏. "基因編輯技術(shù)及其在疾病治療中的研究進(jìn)展和應(yīng)用前景." 昆明理工大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版 46.5(2021):10.
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來(lái)源：新浪醫(yī)藥。
