基因编辑婴儿后续处理(里程碑)

 魔术铺   2023-01-20 03:08:02   0 人阅读  0 条评论

前段时间,新西兰的一名患者接受了基因编译药物VERVE-101降低“坏胆固醇”的治疗,该案例也因此受到了多方的关注。在《麻省理工科技评论》的一篇文章中指出,这或许预示着基因编辑技术在未来可以预防心血管疾病的发生。

关于基因编辑,可能不少人都比较疑惑,这种技术究竟是什么?不过提起贺建奎事件可能就不陌生了,其曾在人类胚胎上进行基因编辑并植入母体,从而使出生后的婴儿天生就可以抵抗艾滋病。不过当时该基因编辑案例受到了多方的质疑,大多是因为此项研究涉及到了安全性和必要性。

但也正因此,一部分人也开始了解什么是基因编译,临床中是否可用该项技术来预防以及治疗较难治愈的疾病?

什么是基因编辑?基因编辑都有哪些作用?

众所周知,人体细胞内存在着多种DNA,从而规定细胞做什么工作。而DNA上还存在着排列整齐的碱基,共分A、T、C、G四种,其排列方式的不同,也就决定了身体特征的不同,而基因其实指的就是带有遗传信息的DNA片段。也就是说,基因是决定生物特性的最小单位,DNA包含基因,但并不等同于基因。

因此一旦基因排序错误,就有可能导致身体出现异常,比如遗传病,根本原因就是患者体内的基因出现了异常。而基因编辑技术可以将人体内特性的基因片段进行敲除或者增加某项基因,从而改变体内的基因序列或者异常基因。

而癌症的发生大多是因为基因突变逐渐累积导致的,在病毒感染人体的过程中,病毒会将某类细胞作为主要的目标进行攻击,当这些细胞被“感染”后,身体就会出现异常情况。当利用基因编辑技术后,可以将这些被作为主要攻击细胞中的基因进行改变,从而使病毒无法找到该类细胞上的受体,因此病毒就无法感染细胞。

比如之前的CRISPR/Cas9技术就属于基因编辑技术。这种突破性的技术通过一种名叫Cas9特殊编程的酶发现、切除并取代DNA的特定部分。也就是说,这些剪刀状的工具可以被发送到基因组中任何位置,剪断并破坏基因。

在《Nature》杂志中曾有一项关于基因编辑的临床试验,研究人员从色素性视网膜炎患者皮肤上提取了变异基因的样本,并将其培育出干细胞作为基因编辑的基础,然后通过CRISPER技术修复了该基因。据研究人员表示,该修复后的基因如果被移植到患者体内,或许不仅可以去除这些变异基因,而且健康的细胞还可以恢复患者失去的视力。

由于CRISPER还不能用于人体,但是该项试验的结果也表示是否在未来患者可以使用该项基因编辑技术。此外,由于癌细胞的生长以及分裂可能会受到多个基因的影响,而CRISPER或许可以帮助鉴定是哪些基因影响了患者体内癌细胞的耐药性,从而帮助癌症患者选择更加具备针对性的药物进行治疗。

随着近些年的研究发现,CRISPR基因编辑技术受到广泛关注,其中最主要的就是上述提到的修复物种基因以及人类胚胎细胞的基因组编辑。那么案例中提到的基因编辑药物VERVE-101是什么?主要通过那种方式来降低心血管疾病发生的?

基因编辑药物VERVE-101的特点是什么?

基因编辑药物VERVE-101是以肝脏中PCSK9基因为靶向的碱基编辑器。据研究报道,该基因编辑药物VERVE-101可以删除患者肝脏中的PCSK9基因,从而降低低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)的含量,以此来降低心血管疾病的发生风险。那么PCSK9基因又是什么呢?

早在2003年,在早发心脏病家族以及胆固醇升高的人群中发现PCSK9,并且均存在PCSK9基因突变的情况,导致PCSK9蛋白过度表达,从而使患者体内的低密度脂蛋白胆固醇(LDC-C)含量升高。而后研究发现PCSK9抑制剂可以作为降LDL-C药物,其可以与肝细胞表面的低密度脂蛋白(LDLR)结合,导致LDLR降解,减少肝细胞表面的LDLR数量,从而减少血液中LDL-C[3]。

而且LDL-C是诱发心血管疾病的重要因素,属于“坏胆固醇”,目前临床常用的他汀药物,多数也主要是对LDL-C水平的把控。当LDL-C含量越高,发生心梗等疾病的风险就会越高,当其含量降低后,心梗类疾病的发生风险就会有所降低。

并且在该名患者接受此项治疗之前,就进行过一项猴子实验,结果发现单次使用VERVE-101治疗后,几乎完全抑制其肝脏中的PCSK9,同时还降低了血清中胆固醇的含量。研究人员表示,该项实验产生的效果在猴子内体持续600天。

相关人员表示,VERVE-101或许可以为家族性高胆固醇血症患者提供一个新的治疗选择,且一生只需要一次治疗。碱基编辑器相较于与之前的CRISPR/Cas9技术或许更加有效以及安全,如果该项实验成功,或许可以达到治愈某些心血管疾病。

不过上述依旧处于猜测中,因此不少人也会好奇,基因编辑是否存在局限性?

基因编辑存在着哪些局限性?

在上述提到的CRISPR/Cas9技术中,其主要原理是由内切酶靶向位点,从而切割生物基因组,使特定的DNA双链断裂。不过单链在细胞内会进行一定的自我修复,如同源重组和非同源末端连接。

其次,双链一旦断裂,就会被p53基因进行识别,从而阻断细胞进行分裂。但是研究人员在分析人类细胞对DNA双链断裂的p53反应后发现,在进行该基因技术敲除基因后,p53基因正常细胞的生长就会受到影响,而p53基因突变细胞就会生长较快。据研究显示,p53基因突变细胞多为癌细胞[4]。

而且一旦体内的基因被改变,对于人体是否会产生一定的副作用也并不知晓,比如改变基因后,虽然会在一定程度上预防疾病A的发作,但并不知晓改变基因后,会不会促使疾病B的产生。

对于碱基编辑器技术来说,对于患者的风险也是暂未可知,且相比较CRISPR/Cas9技术,碱基编辑器更有可能会导致体内出现脱靶反应,影响治疗效果。这是因为一旦开启基因编辑,就无法停止,只能暗暗观察其变化,即使修复了某项错误基因,但也有可能会发生细胞内的基因修复工具将其再次修正的情况。

另外,相关人员表示,虽然碱基编辑器技术有一定的潜力,但是如果将其作用到人类体内,虽然上述是以肝脏作为靶点,但目前还在探索是否还具备其他的方式,以便身体更好吸收。

总结

基因编辑技术的产生其实是一把双刃剑,在带来益处的时候,也需要思考该项技术是否会产生更严重的后果。不过该项技术的出现,也意味着医疗技术的进步,或许最终会逐渐出现一个两全其美的方式,不仅可以有效的预防疾病的发作,其产生的副作用很少或者几乎没有。

对于现有的基因编辑技术,需要探索的地方还有很多,因为大多的疾病可能存在多种基因突变的情况,所以针对于单个的基因,效果是否良好,也是应该考量的。

参考资料:

[1]基因编辑原来是这么回事,一张图看懂了,来源:央视新闻,2018-11-27

[2]基因编辑显神威,成功修复致盲基因,来源:生物360,2016-02-04

[3]关于新型降脂药,你至少要知道这5点!来源医学界,2021-06-07

[4]“瑞士军刀”的双面性:CRISPR基因编辑存在潜在致癌风险,来源生物探索,2021-11-29

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