深圳子科生物報(bào)道：自二十世紀(jì)八十年代以來(lái)，艾滋病造成了重大的公共衛(wèi)生問(wèn)題和社會(huì)問(wèn)題。1996年，艾滋病領(lǐng)域研究取得了里程碑式進(jìn)展，HIV入侵T細(xì)胞的主要共受體CCR5被發(fā)現(xiàn)（鄧宏魁教授是主要發(fā)現(xiàn)者之一）。隨后的研究發(fā)現(xiàn)，CCR5基因呈缺陷型（CCR5-Δ32）的人群不會(huì)被R5嗜性HIV病毒感染。

2007年，一名同時(shí)患有白血病和艾滋病的“柏林病人”在接受具有CCR5-Δ32突變的造血干細(xì)胞移植后，血清中的HIV病毒得到有效清除，實(shí)現(xiàn)了艾滋病的“功能性治愈”。因此，通過(guò)基因編輯敲除成體造血干細(xì)胞上CCR5基因，再將編輯后的細(xì)胞移植到艾滋病患者體內(nèi)有可能成為“功能性治愈”艾滋病的新策略。

如何在造血干細(xì)胞中進(jìn)行高效基因編輯一直是該領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)臨床應(yīng)用的關(guān)鍵瓶頸。2017年，北京大學(xué)鄧宏魁研究組建立了利用CRISPR/Cas9進(jìn)行人造血干細(xì)胞基因編輯的技術(shù)體系。經(jīng)過(guò)基因編輯后的人造血干細(xì)胞在動(dòng)物模型中長(zhǎng)期穩(wěn)定地重建人的造血系統(tǒng)，其產(chǎn)生的外周血細(xì)胞具有抵御HIV感染的能力。

為了實(shí)現(xiàn)該技術(shù)在臨床上的應(yīng)用，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了一系列的優(yōu)化：1）建立了能進(jìn)行基因編輯造血干細(xì)胞的預(yù)處理培養(yǎng)方法；2）通過(guò)非病毒轉(zhuǎn)染的方式將Cas9-gRNA核糖核蛋白復(fù)合體遞送進(jìn)細(xì)胞，規(guī)避了外源DNA的引入；3）縮短了Cas9在細(xì)胞內(nèi)的持續(xù)時(shí)間，從而極大的降低了脫靶效應(yīng)；4）引入了配對(duì)的gRNA策略，并對(duì)使用的gRNA進(jìn)行了截短及修飾，在提高基因編輯效率的同時(shí)也降低脫靶效率。

在此基礎(chǔ)上，鄧宏魁研究組、解放軍總醫(yī)院第五醫(yī)學(xué)中心陳虎研究組及首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京佑安醫(yī)院吳昊研究組合作，發(fā)表了題為“CRISPR-Edited Stem Cells in a Patient with HIV and Acute Lymphocytic Leukemia”的研究論文，建立了基于CRISPR在人成體造血干細(xì)胞上進(jìn)行CCR5基因編輯的技術(shù)體系，實(shí)現(xiàn)了經(jīng)基因編輯后的成體造血干細(xì)胞在人體內(nèi)長(zhǎng)期穩(wěn)定的造血系統(tǒng)重建。在成體造血干細(xì)胞上的基因編輯并不會(huì)對(duì)其他組織器官及生殖系統(tǒng)產(chǎn)生影響。

這一研究發(fā)現(xiàn)公布在NEJM雜志上，文章的通訊作者為北京大學(xué)鄧宏魁教授，解放軍總醫(yī)院第五醫(yī)學(xué)中心陳虎教授及北京佑安醫(yī)院吳昊教授。

這一研究初步證明了基因編輯的成體造血干細(xì)胞移植的可行性和在人體內(nèi)的安全性，將會(huì)促進(jìn)和推動(dòng)基因編輯技術(shù)在臨床應(yīng)用領(lǐng)域的發(fā)展。

研究人員在通過(guò)原解放軍第307醫(yī)院倫理委員會(huì)審批后，進(jìn)行了ClinicalTrials.gov網(wǎng)站上臨床研究注冊(cè)（NCT03164135）。研究組將CCR5敲除后的供者來(lái)源的CD34+成體造血干細(xì)胞回輸?shù)交加邪籽『喜滩〉幕颊唧w內(nèi)，進(jìn)行了長(zhǎng)達(dá)兩年的移植重建及基因編輯效果的評(píng)價(jià)。

研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)：1）在供者來(lái)源的CD34+細(xì)胞上實(shí)現(xiàn)了17.8%的CCR5基因敲除效率；2）移植后4周，患者白血病處于完全緩解狀態(tài)，供者型骨髓細(xì)胞嵌合率達(dá)100%；3）經(jīng)過(guò)長(zhǎng)達(dá)19個(gè)月的隨訪發(fā)現(xiàn)，患者白血病處于持續(xù)完全緩解狀態(tài)，供者型細(xì)胞完全嵌合，骨髓細(xì)胞中能夠持續(xù)檢測(cè)到CCR5基因編輯；4）為了初步探索治療的有效性，對(duì)該患者短暫停止服用抗HIV病毒藥物。在短暫停藥期間，CCR5基因編輯的T細(xì)胞表現(xiàn)出一定程度抵御HIV感染的能力；5）19個(gè)月的觀察中并未發(fā)現(xiàn)基因編輯造成的脫靶及其他副作用。這些結(jié)果表明，基于CRISPR的成體造血干細(xì)胞基因編輯技術(shù)能夠在患者體內(nèi)實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期穩(wěn)定的基因編輯效果，經(jīng)過(guò)編輯后的成體造血干細(xì)胞能夠長(zhǎng)期重建人的造血系統(tǒng)。

在成體造血干細(xì)胞上的基因編輯只局限在造血干細(xì)胞及其分化產(chǎn)生的血細(xì)胞中，而不會(huì)對(duì)其他組織器官及生殖系統(tǒng)產(chǎn)生影響。以CRISPR為代表的基因編輯技術(shù)在疾病的治療上具有極大的應(yīng)用潛力，有望為艾滋病、鐮刀型貧血、血友病、β地中海貧血等血液系統(tǒng)相關(guān)疾病的治療帶來(lái)新的曙光。本研究針對(duì)基因編輯安全性和有效性進(jìn)行了一系列的優(yōu)化，首次在人體內(nèi)探索了基因編輯的造血干細(xì)胞移植的可行性和安全性，對(duì)于推動(dòng)基因編輯技術(shù)治療多種疾病的臨床研究具有重要參考價(jià)值。在今后的研究中，進(jìn)一步提高基因編輯效率及優(yōu)化移植方案，有望加速基因編輯造血干細(xì)胞移植技術(shù)向臨床疾病治療轉(zhuǎn)化進(jìn)程。

原文標(biāo)題：

CRISPR-Edited Stem Cells in a Patient with HIV and Acute Lymphocytic Leukemia

https://www.nejm.org/doi/full/10.1056/NEJMoa1817426?query=featured_home