综述：CRISPR-Cas9基因编辑在镰状细胞病和β-地中海贫血中的治疗前景：当前综述

本综述系统探讨了CRISPR-Cas9（CC9）基因编辑技术在镰状细胞病（SCD）和β-地中海贫血（BT）治疗中的突破性进展。文章详细解析了疾病遗传机制（如HBB基因突变、HbS Glu6Val）、CC9作用原理（包括sgRNA引导、DSBs修复）及临床转化（如CTX001疗法通过调控BCL11A增强HbF表达）。作者强调CC9可精准修正致病突变，为目前仅依赖输血或药物缓解的遗传性血液病提供了根治新方向。

　　

引言

镰状细胞病（SCD）和β-地中海贫血（BT）作为全球高发的血红蛋白病，每年新增约56万病例，其根本致病机制源于血红蛋白亚基β（HBB）基因突变。BT患者因HBB基因约350种突变导致β-珠蛋白合成减少（β⁺）或缺失（β⁰），引发α-珠蛋白堆积、无效红细胞生成和溶血性贫血；而SCD则由HBB基因第6位氨基酸替换（谷氨酸→缬氨酸）引发异常镰状血红蛋白（HbS），导致红细胞镰变、微血管阻塞及疼痛性血管闭塞危象（VOC）。传统疗法如输血或药物仅能暂缓症状，造血干细胞移植（HPSCT）则受限于配型难题。CRISPR-Cas9（CC9）基因编辑技术的出现为这两种遗传病提供了根治新希望。

CRISPR-Cas9系统概述

CC9系统源于细菌适应性免疫机制，由单链引导RNA（sgRNA）和Cas9核酸酶构成。其通过sgRNA特异性识别靶序列（需邻近PAM序列），Cas9酶切割DNA形成双链断裂（DSBs），进而激活细胞修复通路实现基因编辑。该系统因操作简便、成本低且精准度高，成为基因治疗的核心工具。

基因编辑机制与递送方法

CC9编辑包含适应、表达和干扰三阶段。关键步骤中，Cas9-sgRNA复合物结合靶DNA并引发DSBs，通过同源定向修复（HDR）或非同源末端连接（NHEJ）实现基因修正。递送方法包括电穿孔、脂质体转染的质粒载体，以及腺相关病毒（AAV）或慢病毒载体，其中体外编辑CD34⁺造血干/祖细胞（HSPCs）是目前临床主流策略。

在镰状细胞病中的应用

CC9治疗SCD的核心策略是重新激活胎儿血红蛋白（HbF，α₂γ₂）表达。HbF可抑制HbS聚合，缓解红细胞镰变。研究通过靶向抑制HbF抑制因子BCL11A的红系增强子区域，或调控LRF基因，显著提升γ-珠蛋白表达。代表性疗法CTX001（现称Casgevy）通过编辑BCL11A增强子，使患者红细胞中HbF水平升至>40%，成功消除VOC事件，并于2023年获英国MHRA及美国FDA批准用于临床。

在β-地中海贫血中的应用

BT治疗聚焦于修正HBB基因突变或激活代偿性HbF表达。CC9可直接修复β-珠蛋白突变位点（如IVS1-110G>A），或通过BCL11A编辑间接提升γ-珠蛋白合成。临床试验显示，编辑后患者输血需求显著降低，甚至实现输血独立性。此外，CC9还能调控α/β-珠蛋白平衡，缓解α-珠蛋白毒性堆积。

挑战与前景

尽管CC9疗效显著，仍面临脱靶效应、递送效率、免疫原性及伦理问题。未来需优化sgRNA设计、开发新型Cas变体（如高保真Cas9），并探索体内编辑策略。联合表观遗传调控或碱基编辑技术可能进一步提升治疗潜力。

结论

CC9基因编辑技术颠覆了SCD和BT的传统治疗范式，通过精准靶向HBB基因突变或HbF调控通路，实现了从症状管理向根治性治疗的跨越。随着递送技术和安全性优化的持续推进，CC9有望成为遗传性血液病的标准疗法。