NEJM：鋒芒盡顯，CRISPR基因編輯人類臨床試驗，治癒兩種遺傳性貧血症
地中海貧血症和鐮刀狀細胞貧血症，是由於珠蛋白單基因突變而引起血紅蛋白生成障礙。骨髓移植是根治這兩種遺傳疾病的方法，然而，骨髓移植費用巨大、配型極其困難，因此，絕大多數患者只能依賴頻繁輸血維持生命，不僅給家庭帶來極大經濟負擔，患者的生活質量也很低。
地中海貧血症是全球分布最廣、累及人群最多的一種單基因遺傳病，也是我國影響最大、發病率最高的遺傳病，僅在我國就約有3000萬地中海貧血症基因攜帶者，地中海貧血症在我國北方少見，但在廣東、廣西、四川等地多見，尤其是廣東地區，平均每9個廣東人就有1人攜帶了地中海貧血致病基因。地中海貧血症種類較多，其中β-地中海貧血是其最常見、最嚴重的類型。
鐮刀狀細胞貧血症在我國發病率極低，但在非洲發病率很高，因為攜帶鐮刀狀細胞貧血症基因突變的人不易感染瘧疾，也不易感染艾滋病，而非洲正是瘧疾和艾滋病發病率最高的地區，因此，鐮刀狀細胞貧血症患者在非洲反而有了生存優勢，因此得已保留。
地中海貧血症和鐮刀狀細胞貧血症，均是由於表達β-珠蛋白的基因出現突變所致，之前的研究發現，γ-珠蛋白與β-珠蛋白功能相似，而γ-珠蛋白在人類成年後就會沉默不再表達。因此，如果能夠重新激活γ-珠蛋白基因的表達，就能夠彌補β-珠蛋白的缺失，從而緩解或治癒這兩種遺傳性貧血症。
2020年12月5日，國際四大醫學期刊之首的《新英格蘭醫學期刊》NEJM同期發表了兩項關於β-地中海貧血症和鐮刀狀細胞貧血症的基因治療臨床試驗。
一項由CRISPR Therapeutics和Vertex Pharmaceuticals聯合開發利用CRISPR-Cas9基因編輯技術治療β-地中海貧血症和鐮刀狀細胞貧血症。
Victoria Gray（右），世界上第一位接受CRISPR基因治療的鐮刀狀細胞貧血症患者
BCL11A是一種轉錄因子，可抑制紅系細胞中的γ-珠蛋白和胎兒血紅蛋白表達。因此，靶向抑制BCL11A在理論上可以重新激活γ-珠蛋白表達，從而治療地中海貧血症和鐮刀狀細胞貧血症。
研究團隊從健康供體獲得了CD34 造血幹細胞和祖細胞，然後通過電穿孔導入特異性靶向BCL11A增強子的CRISPR-Cas9基因編輯系統。檢測結果表明該位點的等位基因約有80％被編輯，且沒有脫靶編輯的跡象。
然後研究團隊對1名β-地中海貧血症患者和1名鐮刀狀細胞貧血症患者回輸了經過CRISPR-Cas9編輯BCL11A增強子的自體CD34 細胞。
治療後18個月，兩名患者的骨髓和血液中等位基因編輯水平仍保持較高，骨髓中保持超過76%的編輯效率，血液中的編輯效率也保持在60%。且患者不再依賴輸血，循環血液中表達胎兒血紅蛋白HbF的細胞佔比達到99%。
CRISPR Therapeutics的創始人正是今年憑藉CRISPR獲得諾貝爾化學獎的埃瑪紐埃爾·卡彭蒂耶（Emmanulle Charpentier）。
Emmanulle Charpentier
另一項由哈佛醫學院David Williams教授團隊利用慢病毒載體遞送的RNA沉默（RNAi）技術治療鐮刀狀細胞貧血症。RNAi技術也於2006年獲得諾貝爾生理學或醫學獎。
該研究通過慢病毒介導的shRNA，在體外特異性靶向敲低CD34 細胞的BCL11A基因的mRNA，再回輸到鐮狀細胞病患者體內，6位接受治療的患者在隨訪期間（中位時間為18個月）的鐮狀細胞病臨床表現均減輕或消失，其中5名患者不再需要輸血，1名患者在治療後18個月後開始接受輸血治療。
這兩項研究可謂殊途同歸，採用了不同的技術手段，均降低了BCL11A基因的表達，從而重新激活了γ珠蛋白，最終提高胎兒血紅蛋白（HbF）水平，擺脫輸血依賴。
1998年2月19日，Andrew Z. Fire和Craig C. Mello在Nature雜誌發表論文，在線蟲中發現了RNA干擾（RNAi）現象，他們因為這項成就於2006年榮獲諾貝爾生理學或醫學獎。如今，已有三款RNAi藥物通過FDA批准上市。
2012年8月17日，詹妮弗·杜德娜（Jennifer Doudna）和埃瑪紐埃爾·卡彭蒂耶（Emmanulle Charpentier）合作，在Science雜誌發表了基因編輯史上的里程碑論文，成功解析了CRISPR/Cas9基因編輯的工作原理。她們因這項成就榮獲2020年諾貝爾化學獎。
以這兩項諾獎技術為代表的基因治療的快速發展，為許多原本無葯可醫的遺傳疾病帶來了巨大的希望，我們也期待了基因治療帶來更多的奇蹟。
值得一提的是，2020年7月22日，上海邦耀生物科技有限公司宣布，邦耀生物與中南大學湘雅醫院合作開展的「經γ珠蛋白重激活的自體造血幹細胞移植治療重型β地中海貧血安全性及有效性的臨床研究」的臨床試驗取得初步成效。這是亞洲首次通過基因編輯技術治療地中海貧血，也是全世界首次通過CRISPR基因編輯技術治療β0/β0型重度地中海貧血症的成功案例。
https://www.nejm.org/doi/full/10.1056/NEJMoa2031054?query=featured_home
https://www.nejm.org/doi/full/10.1056/NEJMoa2029392?query=featured_home
