Gene Editing Inside the Body Using CRISPR

JAMA Network

28 Apr 202005:25

Summary

TLDRCRISPR-Cas9基因编辑技术正在进行首次体内试验（BRILLIANCE），旨在治疗Leber先天性黑蒙症10型，这是一种导致早期严重视力丧失的疾病。通过视网膜下注射将药物送入眼睛，利用腺相关病毒载体传递CRISPR-Cas9，目标是修复CEP290基因中的突变，恢复基因功能。试验主要关注安全性，结果预计将在2021年开始公布。

Takeaways

🔬 CRISPR-Cas9是一种基因编辑工具，其在人体临床试验中的应用前景广阔。
💉 目前，CRISPR-Cas9的临床治疗都是体外的，需要将细胞从体内取出进行编辑后再输回。
🌟 BRILLIANCE试验是首个体内基因编辑试验，对治疗遗传性疾病具有重要意义。
🛡️ CRISPR-Cas9技术源自细菌和古菌，是它们用来检测和摧毁噬菌体的防御系统。
💊 该技术因其成本低廉、精确度高和适应性强而受到研究者的青睐。
🧬 Cas9酶和导向RNA是CRISPR-Cas9技术的核心组成部分，导向RNA负责将Cas9酶引导至基因组的特定位置。
🔍 导向RNA含有20个碱基对的“间隔区”，与细胞DNA的同源序列相匹配。
✂️ 当Cas9酶检测到与导向RNA的间隔区完全匹配时，它会切断双螺旋结构，从而可能使基因失效。
🧬 科学家还可以向细胞提供修复模板，以修复基因。
👁️ 正在进行的体内试验正在测试一种治疗Leber先天性黑蒙10型的药品，这是一种影响视网膜光感受器细胞并导致严重早期视力丧失的疾病。
💊 试验中使用的药物包含腺相关病毒载体，该病毒携带Cas9蛋白和两个导向RNA，将它们作为货物运送到细胞中。
🔬 试验的主要目标是安全性，尽管对CRISPR-Cas9系统的不确定性仍然存在，但其在现实世界中的应用已经开始。

Q & A

CRISPR-Cas9技术是什么？
-CRISPR-Cas9是一种基因编辑工具，源自细菌和古菌的防御系统，用于检测和破坏噬菌体。它以成本低廉、精确度高和高度适应性而受到研究者的青睐。
CRISPR-Cas9技术的基本工作原理是什么？
-CRISPR-Cas9技术的核心是Cas9酶，它擅长切割DNA，以及导向RNA，它指导Cas9酶到基因组中的特定位置。导向RNA包含一个20个碱基对的“间隔区”，设计为与细胞DNA同源配对。
为什么说BRILLIANCE试验是重要的？
-BRILLIANCE试验是首次进行的体内基因编辑试验，对于许多遗传疾病，如脑、肌肉或肾脏疾病，没有可以取出并放回的细胞，因此体内试验具有重要意义。
在体内基因编辑试验中，CRISPR-Cas9是如何工作的？
-在体内试验中，CRISPR-Cas9通过腺相关病毒载体传递到目标细胞。研究人员将编码Cas9蛋白和两个导向RNA的序列放入病毒中，病毒将它们像货物一样运送到细胞。
Leber先天性黑蒙10型是什么疾病？
-Leber先天性黑蒙10型是一种影响视网膜光感受器细胞的疾病，导致严重的早期视力丧失。
在Leber先天性黑蒙10型的CRISPR-Cas9治疗中，目标基因是什么？
-治疗的目标是CEP290基因中的突变，这种突变通常与严重的早期视力丧失有关，是一种内含子突变，导致异常外显子的包含，使基因无法正常工作。
CRISPR-Cas9治疗中使用的修复模板是什么？
-科学家可以向细胞提供修复模板，这是一种基本的CRISPR-Cas9技术工作方式，但CRISPR-Cas系统正在快速发展，能够做更多的事情。
在CRISPR-Cas9治疗中，如何确保导向RNA与目标DNA的精确配对？
-导向RNA通过其间隔区与目标DNA进行配对，如果所有碱基对都匹配，Cas9酶就会在双螺旋结构上切割，如果匹配不正确，复合体会离开寻找下一个目标。
在BRILLIANCE试验中，如何将CRISPR-Cas9药物输送到眼睛？
-在BRILLIANCE试验中，医生通过视网膜下注射将药物输送到眼睛，这涉及到进行手术以进行视网膜下注射，包括在眼睛上制作三个小切口，以便将工具放入眼睛内移除玻璃体凝胶。
BRILLIANCE试验的主要目标是什么？
-尽管研究人员将密切关注药物的有效性，但BRILLIANCE试验的主要目标是安全性，因为CRISPR-Cas系统仍然存在许多不确定性。
CRISPR-Cas9技术在临床试验中的使用情况如何？
-到目前为止，所有人类临床试验中的CRISPR-Cas9治疗都是体外的，依赖于将细胞从体内取出进行编辑，然后重新输回体内，例如治疗镰状细胞贫血症的方法。