作者：Tierna發布日期：2018-05-15

　　色素性視網膜炎是影響視網膜及其功能退化的一種遺傳性疾病，是眼科中的一種疑難疾病，也被稱為不治之癥。近年來，隨著基因編輯技術的不斷精進，科學家們在最新一項研究中終于有了新的突破： 他們利用CRISPR技術恢復了患有色素性視網膜炎小鼠的視網膜功能，這一重大進展或為治療該病打開新方向。

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　　相關研究結果于5月10日發表在美國眼科學會雜志《Ophthalmology》上。這也是研究人員首次成功將CRISPR技術應用于顯性遺傳疾病。同時，這一工具可能在包括亨廷頓氏病、馬凡氏綜合征和角膜營養不良等數百種疾病中發揮作用。

DOI: https://doi.org/10.1016/j.ophtha.2018.04.001

　　1、“恐怖”的視網膜色素變性

　　視網膜色素變性是一組罕見的遺傳性疾病，由70多個基因中的一個引起。它涉及視網膜（眼睛后部的光敏組織）中細胞的分解和丟失。該病通常發生在兒童時期，進展緩慢，影響外圍視覺（peripheral vision）和夜間視力。多數人到了成年早期就會失去大部分視力， 40歲后則會形成法律上的失明，且目前無治愈方法。據估計，全球約四千分之一的人飽受該病影響。

　　論文通訊作者Stephen H. Tsang博士及其同事們試圖創造一種更靈活的CRISPR工具，這樣就可以治療更多的患者，而不受限于他們的個體基因特征。Tsang博士稱這種技術為基因組手術（genome surgery），因為它可以切除壞基因并用正常的功能基因取而代之。

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　　2、CRISPR技術為視網膜色素變性帶來新思路

　　自2012年以來，CRISPR基因編輯技術被應用于各種各樣的領域，它徹底改變了科學家修改活細胞DNA的速度和范圍。但是，即便基因組手術效果非凡，CRISPR仍有一些缺陷需要克服。

　　常染色體顯性遺傳性視網膜色素變性等疾病對研究者提出了特殊的挑戰：在常染色體顯性遺傳疾病中，患者僅從其父母那里遺傳一個突變基因拷貝（mutant copy）和一對常染色體上的一個正常基因。因此，對那些手握CRISPR的科學家來說，他們的挑戰在于只編輯突變基因，而不改變健康基因。

　　相比之下，常染色體隱性疾病的人遺傳兩個拷貝的突變基因。當基因的兩個拷貝發生突變時，就會涉及一種直接替換缺陷基因的治療方法（目前，有六家制藥公司在研究隱性視網膜色素變性的基因療法，但尚未有人開發出一種占主導地位的治療形式）。Tsang博士和同事們受其啟發提出了一個更好的治療常染色體顯性遺傳疾病的策略：它允許去掉舊基因，用一個好的基因代替它，且不影響其正常功能。

　　這種所謂的“消融-替換”（ablate-and-replace）策略可以用于開發CRISPR工具集，適用于駐留在同一基因中的所有類型的突變（而非某一類型的突變），特別是多種類型的突變導致相同病癥的情況。例如，視紫紅質基因的150個突變中的任何一個都可能導致色素性視網膜炎。正因為Tsang博士的技術可以以特定突變無關的方式（a mutation-independent manner）應用，所以它代表了一種可以用基因組手術治療顯性疾病更快、更經濟的策略。

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　　3、治療原理

　　通常情況下，CRISPR研究人員會設計一個稱為“向導RNA”（guide RNA）的簡短的代碼序列，以匹配他們想要替換的部分。他們將向導RNA附著在一種叫做Cas9的蛋白質上，然后一起在細胞核中漫游，直至找到目標DNA。

　　接著，Cas9將DNA解鏈并推入向導RNA。然后，利用細胞的自然基因修復機制，剪切出錯誤代碼，并誘導細胞接受正確的代碼。值得一提的是，Tsang設計了兩個向導 RNA來治療由視紫紅質基因變異引起的常染色體顯性視網膜色素變性（視紫紅質是一個重要的治療靶點，它的突變導致約30 %的常染色體顯性視網膜色素變性和15 %的遺傳性視網膜營養不良）。

　　4、CRISPR的優勢

　　這種技術允許更大程度地刪除永久破壞目標基因的遺傳密碼。Tsang博士發現，使用兩個向導RNA（而非一個guide RNA）可將清理壞基因的幾率從30 %提高到90 %。在該研究中，他們將這種基因組手術工具與基因置換技術相結合，利用腺相關病毒將健康的基因導入視網膜。

　　另一個優點是這種技術可以用于非分裂細胞，這意味著它可以使基因治療集中于非分裂的成人細胞（例如眼睛、大腦或心臟的細胞）。而迄今為止，CRISPR在分裂細胞中的應用一直比非分裂細胞更為有效。

　　5、前景可觀

　　Tsang采用客觀的視力測試評估小鼠治療后的視網膜功能，結果顯示得到顯著改善。以前CRISPR對視網膜疾病的研究依賴于一種不太客觀的測量方法（包括評估小鼠向光源方向轉動頭部的頻率），現在Tsang用全新視網膜電圖（electroretinography）證實，與未治療的小鼠眼睛相比，治療后的視網膜變性得到減緩。

　　Tsang預計，人類試驗將在三年后開展。 “基因組手術即將來臨，眼科將是首個看到這一手術的領域。”他如此肯定。

　　參考資料：1）CRISPR for Eye Disease Moves Closer to Reality

來源：生物探索