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先剪切，再粘貼，無需骨髓移植，CRISPR基因編輯為免疫系統遺傳病帶來全新療法

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【先剪切，再粘貼，無需骨髓移植，CRISPR基因編輯為免疫系統遺傳病帶來全新療法】作者：生物世界
撰文丨nagashi
編輯丨王多魚
排版丨水成文
長久以來 ， 遺傳疾病的治療一直是困擾人類的難題 。 無論是生活中較為常見的紅綠色盲 ， 還是困擾歐洲皇室幾個世紀的血友病 ， 這些因遺傳缺陷而導致的疾病不僅對患者的生活造成影響 ， 還嚴重威脅著患者的生命安全 。
基因組學的興起使人類得知遺傳病的本質——源于基因本身的突變 。 因此 ， 如果我們能夠修正這些基因突變 ， 使其還原為成正確的形式 ， 就可以從根本上徹底治愈人類遺傳病 。 近年來 ， CRISPR基因編技術的出現和快速發展 ， 為治愈人類遺傳病帶來了前所未有的工具 。
2022年10月26日 ， 倫敦大學學院的研究人員在Science子刊ScienceTranslationalMedicine上發表了題為：TherapeuticgeneeditingofTcellstocorrectCTLA-4insufficiency的研究論文 。
該研究利用CRISPR-Cas系統的“剪切”和“粘貼”功能 ， 針對CTLA-4功能不全的患者來源細胞系和小鼠模型進行缺陷基因修復 ， 使其T細胞中的CTLA-4恢復到正常水平 ， 為天生患有免疫遺傳病的人帶來新的希望 。
先剪切，再粘貼，無需骨髓移植，CRISPR基因編輯為免疫系統遺傳病帶來全新療法
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CTLA-4是T細胞產生的一種重要的負性免疫調節因子 ， 有助于控制免疫系統的活性 。 正常人體內攜帶兩個CTLA-4的有效基因拷貝 ， 而那些只有一個功能拷貝的人產生的這種蛋白質太少 ， 不足以充分調節免疫系統 ， 導致復發感染、嚴重的自身免疫疾病 ， 甚至是淋巴瘤 。
目前 ， CTLA-4功能不全的標準治療方法是骨髓移植 ， 但移植是有風險的 ， 不但需要大劑量的化療和長時間住院 ， 而且可能發生移植物衰竭和免疫排斥等 。 此外 ， CTLA-4功能不全的老年患者通常不能耐受移植手術 ， 因此需要開發更安全的治療方法 。
在這項最新研究中 ， 研究團隊利用CRISPR/Cas9基因編輯技術來定位并“剪切”有缺陷的CTLA-4基因 。 然后 ， 研究人員使用腺相關病毒載體（AAV6）遞送修正過的CTLA-4的cDNA序列 ， 通過同源重組修復（HDR）的細胞DNA修復機制將其“粘貼”到特定位置 。
先剪切，再粘貼，無需骨髓移植，CRISPR基因編輯為免疫系統遺傳病帶來全新療法
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用CRISPR-Cas9靶向CTLA-4突變位點并將其修復
這使得研究人員能夠保存CTLA-4基因中的重要序列 ， 即內含子 ， 使其僅在需要時被細胞打開或關閉 。 值得一提的是 ， 在控制免疫反應中起關鍵作用的基因并不是一直處于激活狀態 ， 而是受到非常嚴格的調控 。 研究團隊使用的技術不僅保留了控制基因表達的內源性機制的完整性 ， 同時也糾正基因本身的錯誤 。
先剪切，再粘貼，無需骨髓移植，CRISPR基因編輯為免疫系統遺傳病帶來全新療法
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每種方法中使用的gRNAs和相應的rAAV6HDR供體的總結
令人興奮的是 ， 這種治療方案成功修復了從三名CTLA-4功能不全患者分離的T細胞的基因突變 ， 恢復了CD4+T細胞表面CTLA-4的表達和功能 ， 并挽救了體外CD80和CD86的轉內吞作用 。
先剪切，再粘貼，無需骨髓移植，CRISPR基因編輯為免疫系統遺傳病帶來全新療法
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基因編輯恢復CTLA-4功能不全患者CD4+T細胞表面CTLA-4的表達和功能
不僅如此 ， 在CTLA-4基因敲除小鼠模型中 ， CTLA-4功能不全的臨床癥狀在治療后也得到了明顯的改善 ， 實現細胞的定植和預防淋巴細胞增殖 。 這些結果證明了使用T細胞基因療法治療CTLA-4功能不全的可行性 。
通過CTLA-4基因敲除小鼠模型評估T細胞基因療法治療CTLA-4功能不全的可行性
該研究的通訊作者ClaireBooth教授表示：該治療技術通過直接糾正患者的T細胞 ， 可以改善CTLA-4功能不全的許多臨床癥狀 ， 同時也比骨髓移植的毒性小且更簡單 。 此外 ， 這種糾正基因突變的方法也可以適用于其他遺傳疾病 。