

这简直是终极生活窍门。科学家们可能已经找到了一种方法,通过精确调整我们细胞中的基因密码来帮助人们活得更长久。
位于马萨诸塞州剑桥市的 Verve Therapeutics 的研究人员上周启动了一项新的基因编辑技术的首次临床试验,该技术有望降低成年人的胆固醇水平。通过对调节血液胆固醇水平的蛋白质的 DNA 进行靶向性改变,这种实验性方法可能永久性降低胆固醇,并大幅降低患者发生心脏病的风险。这项涉及 40 名参与者的研究之后,另一项临床试验计划于今年晚些时候针对镰状细胞病进行。
这项新的基因编辑测试使用了一种类似于其基因编辑前身 CRISPR-Cas9 的过程,CRISPR-Cas9 在十年前首次投入使用。CRISPR-Cas9 使用向导 RNA 来帮助 Cas9 酶定位 DNA 中需要去除的突变位点。然后,CASE9 酶就像一把剪刀,切断 DNA 的两条链。当细胞意识到基因密码存在问题时,它会派出酶来修补缺口,以避免丢失任何遗传信息或 DNA 结构。
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删除大段 DNA 并让 DNA 自身修复链可以敲除或禁用突变,例如那些引起遗传性疾病的突变。研究人员应用该技术的另一种方法是利用修复链时产生的错误来制造新的突变。在这种情况下,他们会与 CRISPR/Cas9 一起发送一个 DNA 模板,该模板在修复过程中会被插入基因密码中。DNA 模板可以为基因提供全新的指令集以供执行。
利用 CRISPR/Cas9 技术,科学家们已经基因改造了蚊子以减少疟疾传播,对蜱虫的 DNA 进行了改造以阻止蜱虫传播疾病,并创造了不易褐变蘑菇。有些人甚至在采取大步调来实现灭绝动物的复活。但是,尽管 CRISPR/Cas9 为世界带来了诸多益处,它并非完美无缺。虽然该技术允许专家在生物体内进行精细编辑,但它尚未精确到足以进行逆转或预防遗传性疾病所需的精确编辑。人们还担心,多次或错误的编辑可能会损害人体细胞,在选定的 DNA 序列中引入突变,从而,例如,增加患癌症的风险。
这时 CRISPR 的“表亲”登场了。正如在胆固醇试验中所见,新方法只切割一条 DNA 链而不是两条,并使用与 Cas9 连接的另一种酶,该酶就像铅笔一样对基因密码进行小幅编辑。碱基编辑酶通过化学方式改写一个 DNA 字母,将其变成另一个。“在目前临床上的所有不同基因组编辑技术中,这项技术可能具有最深远的影响,因为它受益的人群数量庞大,”心脏病专家、斯克里普斯研究所研究员 Eric Topol 告诉《MIT Technology Review》。
即将进行的心脏病试验将对患有杂合子型家族性高胆固醇血症 (HeFH) 的人的 PCSK9 蛋白进行基因改造。HeFH 是一种遗传性疾病,会导致胆固醇水平极高,因为肝脏无法清除胆固醇。PCSK9 成为靶点是因为它通常会分解低密度脂蛋白受体,而低密度脂蛋白受体负责清除血液中过多的胆固醇。这次一次性基因疗法将创建一个单字母的“拼写错误”,以永久关闭该基因,阻止 PCSK9 蛋白破坏降低胆固醇的受体。在一项猴子实验中,基因编辑治疗将“坏”胆固醇降低了 60%——这种效果持续了十个多月。
Verve Therapeutics(开发碱基编辑技术的生物技术公司)的首席执行官 Sekar Kathiresan 在接受《MIT Technology Review》采访时表示:“心脏病是全球第一大死亡原因。“如果你能提供一种可以让你避免心脏病的药物,人们就会活得更长。”
胆固醇会增加一个人患心脏病的风险,而心脏病每年夺走近 70 万美国人的生命。它还会增加一个人发生心脏病的几率。美国疾病控制与预防中心估计,平均每 40 秒就发生一次心脏病发作。
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现在断定这种 CRISPR-Cas9 的新适应性是否有效,甚至是否优于原版,还为时过早。到目前为止,只有一名新西兰人在胆固醇试验中接受了治疗并取得了积极成果。用于包装基因指令并将其输送到细胞中的纳米颗粒可能会产生毒副作用。对于那些已经服用 PCSK9 抑制剂来降低胆固醇的人来说,还存在肌肉疼痛等副作用的风险。
在接受《自然》杂志采访时,研究基因编辑治疗疾病的瑞士苏黎世大学的 Gerald Schwank 表示:“首次临床试验的启动非常令人兴奋,包括 CRISPR–Cas9 和现在的碱基编辑技术。“我们还有很多需要学习的。”两项临床试验预计将在 2023 年公开报告其结果。