**利用CRISPR技術(shù)實(shí)現(xiàn)子宮內(nèi)胎兒遺傳疾病治療

費(fèi)城兒童醫(yī)院(CHOP)和賓夕法尼亞醫(yī)學(xué)院的一個(gè)研究小組利用CRISPR基因編輯技術(shù)，在一種動(dòng)物模型中成功地阻止了一種致命的肺部疾病。這種動(dòng)物模型中，一種有害的突變會(huì)導(dǎo)致幼體出生后幾小時(shí)內(nèi)死亡，相關(guān)研究成果于近日發(fā)表在《Science Translational Medicine》上，這項(xiàng)概念驗(yàn)證性研究表明，子宮內(nèi)編輯可能是一種在出生前治療肺部疾病的很有前途的治療新方法。

“發(fā)育中的胎兒有許多先天屬性，這使得它成為治療基因編輯的一個(gè)有吸引力的受體，”該研究的共同***William H. Peranteau博士說(shuō)道，他是CHOP胎兒研究中心的研究員，也是CHOP胎兒診斷和治療中心的兒科和胎兒外科醫(yī)生。“此外，基因編輯在妊娠中晚期(即出生前)以及不可逆病理過(guò)程中治愈或減輕疾病的能力是非常令人興奮的。這對(duì)于影響肺的疾病來(lái)說(shuō)尤其如此，因?yàn)樵趧偝錾鷷r(shí)肺的功能相當(dāng)重要。”

研究小組希望解決的肺部先天疾病包括表面活性蛋白缺乏、囊性纖維化和α-1抗胰蛋白酶等，這些疾病的特征是新生兒出生時(shí)會(huì)發(fā)生呼吸衰竭或慢性肺部疾病，而目前可供選擇的治療方法很少。約22%的兒科住院病例是由呼吸系統(tǒng)疾病引起的，盡管科學(xué)家們?cè)谥委煼矫嫒〉昧艘欢ㄟM(jìn)展，對(duì)其分子誘因的認(rèn)識(shí)也有所加深，但先天性呼吸系統(tǒng)疾病往往是致命的。而由于肺是一個(gè)與外界環(huán)境直接接觸的屏障器官，因此靶向遞送糾正缺陷基因的藥物是一種很有吸引力的治療方法。

賓夕法尼亞大學(xué)佩雷爾曼醫(yī)學(xué)院心血管醫(yī)學(xué)教授、該研究的共同***Edward E. Morrisey博士說(shuō):“我們想知道這種方法是否可行，其關(guān)鍵在于如何引導(dǎo)基因編輯器瞄準(zhǔn)排列在肺部氣道上的細(xì)胞。”研究人員發(fā)現(xiàn)，在胎兒發(fā)育過(guò)程中，準(zhǔn)確地向羊水中注入CRISPR基因編輯器可導(dǎo)致小鼠肺部發(fā)生有針對(duì)性的變化。他們?cè)诶鲜蟪錾?天將基因編輯器引入老鼠體內(nèi)，這與人類(lèi)的妊娠晚期相似。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)編輯率最高的細(xì)胞為肺泡上皮細(xì)胞和排列在肺氣道內(nèi)的氣道分泌細(xì)胞。

在2018年，由Morrisey領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)研究小組發(fā)現(xiàn)了肺泡上皮祖細(xì)胞（AEP)譜系，它被嵌入到了一個(gè)更大的肺泡2型細(xì)胞群中。這些細(xì)胞產(chǎn)生肺表面活性物質(zhì)，可以降低肺部的表面張力，防止它們隨著每次呼吸而塌陷。AEPs是肺內(nèi)一種穩(wěn)定的細(xì)胞類(lèi)型，在損傷后會(huì)迅速?gòu)?fù)制，使肺泡內(nèi)壁再生，恢復(fù)肺的氣體交換能力。

在第二個(gè)實(shí)驗(yàn)中，研究人員使用產(chǎn)前基因編輯技術(shù)，在小鼠模型中降低了肺間質(zhì)疾病——表面活性蛋白C (SFTPC)缺陷的嚴(yán)重程度。未經(jīng)治療的攜帶這種突變的小鼠在出生后數(shù)小時(shí)內(nèi)全部死于呼吸衰竭。相比之下，產(chǎn)前基因編輯使突變的Sftpc基因失活，可以使超過(guò)22%的動(dòng)物的肺形態(tài)和存活率得到改善。未來(lái)的研究將致力于提高肺上皮組織基因編輯的效率，以及評(píng)估將基因編輯技術(shù)傳遞給肺的不同機(jī)制。

Morrisey表示:“人們還在探索不同的基因編輯技術(shù)，也許我們有一天能夠糾正嬰兒遺傳肺部疾病中觀察到的確切突變。”Morrisey最近正在與Peranteau Kiran Musunuru醫(yī)學(xué)博士領(lǐng)導(dǎo)的研究小組進(jìn)行合作,該研究展示了在小鼠模型中通過(guò)子宮內(nèi)基因編輯來(lái)拯救一個(gè)致命的代謝肝病的可能性，這是**次在子宮內(nèi)CRISPR介導(dǎo)的基因編輯阻止致命動(dòng)物代謝紊亂。

與該研究類(lèi)似，Peranteau說(shuō)道:“目前的研究是一個(gè)概念驗(yàn)證性研究，強(qiáng)調(diào)了產(chǎn)前治療令人興奮的未來(lái)前景，包括利用基因編輯和替代基因療法來(lái)治療先天性疾病。”