敲響血友病治療的基因編輯之門——專訪華東師範大學生命科學學院劉明耀院長

編者按：以CRISPR/Cas9為代表的基因編輯技術強力推動了整個生命科學研究領域的大跨步的前進。 可以預期首先在先天性遺傳性疾病、單基因疾病的治療方面，會迅速取得突破。為此，生物谷在即將召開2017 第四屆基因編輯與臨床應用研討會之際專訪了華東師範大學生命科學學院院長劉明耀教授。

生物谷: 劉教授，非常感謝您參加生物谷主辦的2017基因編輯與臨床應用研討會, 並接受生物谷的專訪。我們了解到您帶領的團隊用CRISPR-Cas技術介導了一個新凝血因子IX基因突變的體細胞糾正，可改善小鼠的血友病，請您簡要介紹下這一工作的意義以及未來臨床應用的可能性。

回答：血友病是目前已知的6000多種遺傳病中比較有代表性的疾病之一。雖然經常性地補充凝血因子能緩解病情，但是無法實現治癒的目的。相比而言，95%以上的遺傳病都沒有有效的針對性藥物和治療方法，給家庭帶來沉重的打擊。我們與海南醫學院通過合作從B型血友病家系中發現了凝血因子9的新突變，通過基因編輯快速構建了模擬人類突變的小鼠模型，確認了新突變為致病突變。在國際上率先利用CRISPR/Cas技術在成體小鼠中原位修復凝血因子9的突變治癒凝血功能障礙。目前B型血友病的基因治療的臨床研究取得了重要突破，獲得了美國FDA的突破性療法認定，但是長期有效性還有待繼續跟蹤。而利用基因編輯方法精確修復突變位點，理論上可以實現長期療效，必將成為遺傳疾病的理想治療手段。

生物谷: 目前的基因治療技術普遍採用腺相關病毒作為Cas9、sgRNA和修復模版輸送載體， 那麼安全性如何？另外如何解決基因編輯技術的脫靶問題？

回答：從目前的臨床數據來看，重組腺相關病毒是最為安全的基因治療載體。首先，大量的研究表明野生型的腺相關病毒不具有致病性，也就是說還沒有發現人們感染了腺相關病毒會導致疾病的發生。而重組腺相關病毒在體內沒有複製能力，更加不會有傳播和二次感染的風險。腺相關病毒的基因治療臨床研究除了發現極少數病人可能出現短時間發燒的現象，沒有發現其他副作用。腺相關病毒基因組一般在細胞中以游離體（episome）的形式存在，也有一小部分定點整合到人類細胞19號染色體上的AAVS1位點，所以理論上不會出現隨機整合帶來的致瘤風險，這也是它在安全性上優於其他整合病毒的主要方面。但不整合的病毒很容易隨著細胞分離而稀釋丟失，而利用腺相關病毒載體遞送基因編輯組分進行定點修復或定點整合是最理想的方案。 談到基因編輯就無法忽略潛在的脫靶風險，應用於臨床更是如此。現在降低脫靶效率的方法有很多，例如double-nicking，基於結構改造的Cas9突變體。我們正在進行的工作也發現一個sgRNA引導的Cas9 nickase引起的單鏈DNA損傷也可以在動物體內實現突變的精確修復達到治療的效果。當然，這些方法都很難從根本上消除脫靶。但並不是說有脫靶就一定會產生嚴重後果。任何一種治療方法都會有風險，例如抗腫瘤藥物都會有較大的毒副作用。能否用於臨床主要是風險效益比的考量，如果評估下來效益遠遠高於風險就值得一試。所以我覺得在認真做好臨床前研究，儘可能降低脫靶風險的前提下是可以開展臨床研究的。

生物谷: 基因編輯技術除了可見的疾病治療， 還可應用於藥物靶標篩選。您在這方面有何工作設想， 比方說GPCR？

回答：以Cas9為代表的基因編輯技術極大地縮短了等基因細胞株的構建流程，利用Cas9對特定基因進行敲除得到的工具細胞可以被用於相關的藥物篩選和靶標驗證工作，這對推動精準醫療的進步和發展具有積極意義。再者，由於Cas9介導的敲除比RNAi介導的沉默更為徹底，因此構建sgRNA文庫進行功能基因組學的篩選，可以用於探究臨床藥物的潛在耐葯機制，篩選到相關的基因可以預測病人對藥物響應度，從而實現療效最大化。

生物谷: 近些年來， 基因編輯技術發展很快， 又陸陸續續出現了一些新的基因編輯工具， 如CRISPR-C2C1， 中國科學家也正在在努力，請您談一點個人看法以及預測下基因編輯技術的未來發展方向。

回答：基因編輯工具從原理上來說主要是利用蛋白質識別DNA，如ZFN和TALEN等；RNA引導的核酸酶如CRISPR系統。從原理上來說基本涵蓋了能夠用於DNA識別和基因編輯的三大類工具，新的基因編輯工具應該還是從這幾類中產生。總體而言，以RNA引導的CRISPR系統是最靈活高效的系統，應用最廣。尋找新的更準確高效的CRISPR相關酶是一個重要方向，不過已知基因組序列的微生物中的發掘比較難找出新的工具，對更多的微生物基因組進行測序和深入挖掘有可能找到新的線索。發展新的工具是未來一個重要發展方向，根據已有工具開展深層次的應用研究是一個更為重要的方向，在技術方面如何解決基因定點敲入效率低的問題也是這個領域的核心問題之一。

生物谷: 您認為基因編輯技術會取得今年的諾貝爾生理與醫學獎嗎？

回答：我認為基因編輯應該在近幾年之內會獲得諾貝爾獎，但具體是不是今年還不好說。畢竟這個技術還比較新。

劉明耀院長

華東師範大學生命科學學院

個人簡介：1992年獲美國馬里蘭大學細胞生物學博士學位；1993年到1998年先後在美國約翰-霍普金斯大學醫學院神經科學系和加州理工學院生物學部做博士後研究；1999至2007年先後在美國德克薩斯農工大學生物科學與技術研究所任助理教授、副教授及終身教授；2007年受聘回國加入華東師範大學，組建生命醫學研究所並任所長；2008年入選國家「千人計劃」；2011年12月起擔任上海市調控生物學重點實驗室主任，同年起擔任教育部創新團隊帶頭人、國家重大科學研究計劃（973項目）首席科學家；2012年入選上海市優秀學科帶頭人，2012年起任華東師範大學生命科學學院院長，2014年獲得上海市白玉蘭紀念獎。劉明耀教授致力於G蛋白偶聯受體（GPCR）在個體發育和重大疾病發生髮展過程中的功能及信號轉導機理研究，以及靶向GPCR的新葯研發。回國後作為首席科學家主持國家重大科學研究計劃1項，主持國家自然科學基金重點項目2項，主持國家重大新葯創製課題1項，已在Science、Cell、Nature、Nature Medicine、Nature Biotechnology、PNAS等國際學術刊物上發表SCI論文200多篇，申請發明專利超過50多項，獲得授權專利30項，2012年獲得國家科學技術進步一等獎， 2014年獲得上海市白玉蘭紀念獎。

劉明耀院長將出席2017（第四屆）基因編輯與臨床應用研討會，帶來「基因編輯：遺傳疾病治療新策略」的主題報告。

大會日程

會議諮詢：

王聯宇

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Mt:17301620727

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