Circ Res：利用CRISPR/Cas9基因組編輯有望阻止心源性猝死

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每年，全世界至少有300萬人死於心源性猝死（sudden cardiac death，也稱心臟性猝死）。在美國，這個數字高達45萬人。雖然心源性猝死在老年人中更為常見，但是年輕人也受到很大影響。在1～40歲的年齡組中，每年每10萬人中就有9人受到影響。在這個年齡組中，遺傳性心臟病，包括遺傳性心律失常，導致相當大一部分的心源性猝死。

圖片來自Circulation Research, doi:10.1161/CIRCRESAHA.118.313369。

在一項新的研究中，美國貝勒醫學院的Xander Wehrens博士及其同事們研究了心臟病，包括遺傳性心律失常。除了經常與心源性猝死的高發病率相關之外，這些疾病是很難治療的。相關研究結果近期發表在Circulation Research期刊上，論文標題為「In Vivo Ryr 2 Editing Corrects Catecholaminergic Polymorphic Ventricular Tachycardia」。

Wehrens說，「對這項特殊的研究而言，我們的靈感來自一名患上一種稱為兒茶酚胺性多形性室性心動過速（catecholaminergic polymorphic ventricular tachycardia, CPVT）的遺傳性心律失常的年輕患者。我們的這名患者有反覆發作的心律失常---心跳過快或不規則---以及昏厥發作。這名患者的幾名家庭成員已將近出現致命性的心律失常或心源性猝死。當前的治療選擇包括抗心律失常藥物和植入式除顫器---一種校正某些不規則心跳的裝置---對這名患者來說並不是最佳選擇。」

遺傳學研究已表明年輕患者心律失常的原因是基因RYR2發生突變。這種基因發生的突變占將近60%的CPVT病例。這種基因編碼的蛋白形成一種調節心肌細胞中鈣離子流動的通道。心肌細胞需要適當的鈣離子流動，從而能夠以一種協調的方式進行收縮和舒張。

產生缺陷性的RYR2蛋白的基因突變導致缺陷性的鈣離子通道，從而促進不受控制的鈣離子泄漏。在運動或情緒壓力期間，攜帶著缺陷性RYR2蛋白的心臟不能夠正常地調節鈣離子流動，這可導致危及生命的心律失常。

為CPVT設計永久性治療

Wehrens與貝勒醫學院分子生理學與生物物理學副教授William Lagor博士合作。Lagor是使用腺相關病毒（AAV）載體的基因治療專家。這類病毒可用於將編碼CRISPR/Cas9的DNA直接運送到心臟中。這個合作項目的長期目標是通過編輯患者自身的DNA來開發出永久性治療CPVT的方法。

Wehrens和Lagor設計了AAV載體，將CRISPR/Cas9（AAV-CRISPR）運送到活體動物的心臟中。他們推斷清除RYR2基因的致病性拷貝（攜帶著R176Q突變），能夠校正小鼠所患的這種致命性的心律失常。為了測試這種新方法，AAV-CRISPR被用來選擇性地破壞R176Q CPVT小鼠模型中的RYR2突變基因。

在出生10天後，攜帶R176Q突變的小鼠和正常小鼠接受單次注射AAV-CRISPR或安慰劑治療。五到六周後，這些研究人員對這些小鼠進行了評估，結果非常令人鼓舞。

攜帶致病性R176Q突變且接受AAV-CRISPR治療的小鼠均未發生心律失常。相比之下，71%的攜帶著這種突變且接受安慰劑治療的小鼠確實發生了心律失常。利用AAV-CRISPR對RYR2基因的缺陷性拷貝進行編輯會極大地降低存在功能障礙的RYR2蛋白的丰度。此外，仍然存在的RYR2基因的單個健康拷貝足以支持適當的心臟功能。在正常或攜帶這種突變的小鼠組中未觀察到與治療相關的不良事件。

Wehrens說，「我們特別興奮的是，我們能夠選擇性地破壞致病性的R176Q突變基因，而不會對基因組中的健康基因變體產生不利影響。我們如今正在對來自患有這種相同疾病的患者的幹細胞中測試這種相同的方法，以便分析它在人細胞中的有效性和安全性。在未來，我們可能能夠利用這種方法治療心律失常綜合征患者」。

參考資料：

Xiaolu Pan, Leonne Philippen, Satadru K. Lahiri et al. In Vivo Ryr 2 Editing Corrects Catecholaminergic Polymorphic Ventricular Tachycardia. Circulation Research, 28 September 2018, 123(8):953–963, doi:10.1161/CIRCRESAHA.118.313369.

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