背靠背两篇《Nature Medicine》推进产前基因编辑

　　

苯丙酮尿症是一种代谢紊乱疾病，如果新生儿被诊断患有这种遗传病，就需要采用特殊饮食，以便苯丙氨酸不会在体内积累。过量的苯丙氨酸会延缓婴儿的智力和运动发育，如果不及时治疗，儿童会遭受严重的精神残疾。

造成这种代谢紊乱的原因是一个名为苯丙氨酸羟化酶（phenylalanine hydroxylase，Pah）的编码基因突变，这种酶由肝细胞生产，可以代谢苯丙氨酸。它是常染色体隐形遗传病，如果孩子从母亲那里遗传了一个突变基因，再从父亲那里继承了一个，那么就会出现这种疾病，到目前为止，还没有治愈方法。

在中国，苯丙酮尿症群体数量庞大，他们被称为不食人间烟火的孩子，出生时与正常孩子一样，如果疏于早期筛查，按普通饮食喂养，患儿就会出现智力等发育障碍，除了偏见，现实的困境是患儿家庭无法承担高昂的“伙食费”，更致命的是这种突变还会代代相传，为整个家族增添严重的经济、心理和身体负担。

是否有办法可以彻底摆脱这种常见遗传疾病？科学家们将目光投向近年来日渐完善的基因编辑技术。

增强的CRISPR/Cas9系统

苏黎世联邦理工学院的Gerald Schwank教授领导的研究小组采用新型CRISPR/Cas9系统将小鼠肝细胞靶序列中的C-G碱基对纠正为T-A，从而让肝细胞生产功能性Pah酶，治愈了这种疾病。新系统的矫正率是传统CRISPR/Cas9的几倍，多达60%的小鼠肝脏错误基因拷贝被纠正了，苯丙氨酸浓度下降至正常水平，动物在基因编辑治疗后未显示任何紊乱迹象。

为了将新编辑工具引入肝细胞，研究团队先将所需基因植入腺相关病毒，再注入小鼠血液，在病毒感染肝细胞的过程中，导入编辑工具。“我们取得了过去难以企及的编辑效率，至今还不曾有人做到，”Schwank说。

Schwank认为这种方法风险很低，治疗后，研究人员未在小鼠体内发现非目标突变，课题组表示，他们后续将更仔细的研究这一问题。

“人类肝脏由几十亿个细胞组成，”Schwank强调。“我们不想引发任何可能会导致癌症的突变，这还需要进行测试，还有腺相关病毒作为载体是否会产生任何不良影响。”

“基因编辑器是我们成功的关键，”文章主要作者Schwank实验室的准博士Lukas Villiger说。2016年，Schwank等人开始使用MIT开发的新型CRISPR/Cas技术。“最大的意外是，该系统比传统CRISPR/Cas工具箱有效得多。”

Schwank正在寻求资助以便在猪等其他动物模型上进行试验，小鼠肝脏在尺寸和结构等方面与人类的还存在不同，所以我们需要把试验范围扩大到其他有机体以取得进展。

苯丙酮尿症并不是唯一影响肝脏的遗传代谢紊乱，同期《Nature Medicine》发表了来自费城儿童医院的另一篇文章：改良CRISPR工具 产前编辑致病基因

了解赛业生物CRISPR-AI敲除小鼠资源库的详细信息和超级优惠活动

原文检索：Treatment of a metabolic liver disease by in vivo genome base editing in adult mice

（生物通：伍松）