医学进展
2011年09月号
医学进展
医生日记

基因编辑技术成功用于小鼠血友病

    血友病是单基因遗传疾病,基因治疗被视为根治这种疾病的最终希望。然而基因替代疗法有许多不足之处,如基因插入增加变异风险和内源性调控基因表达的信号缺失。在小鼠中特异靶基因诱导多能干细胞已经显示出克服这些不足的作用,可以体内修正引起疾病的基因突变。然而大多数的遗传疾病都会影响器官,在体内对靶细胞的操作并不可行,例如肝脏,是合成血浆蛋白的主要部位,包括血液凝固因子。肝脏相关的遗传疾病如B型血友病是由于F9基因编码的血液凝血因子IX缺陷引起的。多数患者循环内的凝血因子IX水平不到正常值1%,但是只要恢复5%的活性就可以逆转B型血友病到轻度水平。F9基因内的多数变异都分布在外显子2~8的编码序列内。近日,美国费城儿童医院血液科Hojun Li等找到一种新的基因疗法可以避免基因替代疗法产生的不足,他们利用“剪切”和“粘贴”基因的“基因编辑”技术实现了小鼠血友病治疗。

    研究人员通过将设计出的锌指DNA-结合区域融合到一个核酸内切酶上,获得了锌指核酸酶(zinc finger nuclease,ZFN),从而能利用这些酶在基因组上的特定位置诱导双链断裂,并且在活体中刺激基因组编辑(genome editing),从而诱导高效的基因修正。

    研究人员采用B型血友病小鼠模型,利用腺病毒相关病毒设计了两套基因传递载体,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。这样将锌指核酸酶送入患有B型血友病的活体小鼠肝脏细胞中,利用第一个载体精确地剪除了细胞DNA中基因序列上发生变异的部分,再利用第二个载体将一段正确的基因序列送入细胞中,细胞在修复DNA的同时也就补好了正确的基因序列。研究显示转基因小鼠的血液可在44秒内快速自行凝结,体内相应的凝血物质可恢复到正常值的3%~7%,经过八个月的观察,期间并无任何毒性反应或者副作用发生。这项研究为遗传性疾病的治疗提供了新的方法,但仍然需要通过临床研究来证明安全性和有效性。(编译:马驰)

参考文献:《Nature》2011;475:217-223

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