由圣裘德儿童研究医院的研究人员领导的国际科学家团队找到了一种使用CRISPR基因编辑的方法来帮助修复从患者分离的血细胞中的镰状细胞病和β地中海贫血。该研究为通过基因组编辑治疗常见血液疾病的新方法提供了原理证明。

圣裘德血液学系主任，该研究的主要作者之一米切尔·J·威斯(Mitchell J. Weiss)医学博士说：“我们的基因编辑方法是从胎儿血红蛋白的遗传性持久性的已知益处中获悉的。”“一段时间以来，人们已经知道，具有遗传突变的人会持续升高胎儿血红蛋白，他们对镰状细胞病和β-地中海贫血的症状具有抵抗力，β-地中海贫血是世界上许多地区常见的严重贫血的遗传形式。我们找到了一种使用CRISPR基因编辑产生类似益处的方法。”

胎儿血红蛋白和成人血红蛋白是红细胞中必需的载氧分子的两种不同分子形式。血红蛋白由四个分子亚基的不同组合组成。镰状细胞病和β地中海贫血是由编码成人表达的称为“β”的亚基编码基因的突变引起的。随着成人血红蛋白水平的升高和胎儿血红蛋白水平的下降，疾病在出生后变得明显。这些突变会影响红细胞的存活并抑制氧气向组织的输送，从而导致不同器官的功能受损，给患者带来灾难性的后果。胎儿血红蛋白缺乏β亚基，而是具有γ亚基。因此，β地中海贫血或镰状细胞疾病相关的突变会削弱β亚基的产生或功能，

专家们已经知道一段时间，抑制或逆转血红蛋白亚基的“γ-β”转换可以提高成人胎儿血红蛋白的水平，并显着缓解β地中海贫血或镰状细胞病的衰弱症状。

“我们的工作为基因组编辑介导的治疗方法确定了潜在的DNA靶点，并为治疗镰状细胞和β地中海贫血的可能方法提供了原理证明，” Weiss补充说。“我们已经能够使用CRISPR剪断DNA靶标，在DNA的“控制部分”中去除短链段，以刺激从伽玛到贝塔的转换，并将末端重新结合起来，以持续提高成年人的胎儿血红蛋白水平当科学家编辑来自镰状细胞病患者的造血干细胞的DNA时，他们能够激活这些基因并产生具有足够胎儿血红蛋白健康的红细胞。

最近，科学家使用了几种基因编辑方法来操纵造血干细胞，以治疗镰状细胞病和β地中海贫血，包括修复引起疾病的特定突变以及其他抑制γ-β转换的策略。所有这些方法尚未在患者中进行测试。

“我们的结果代表了这些现有创新策略的另一种方法，并且在我们的实验系统产生的胎儿血红蛋白水平方面具有可比性，” Weiss说。使用基因组编辑来恢复胎儿血红蛋白的遗传性持久性是一种有吸引力的可能性，因为可以使用当前技术相对容易地实现它。已知该病在遗传相似自然突变的人中是良性的。

在现阶段，科学家们强调，现在就开始新基因编辑方法的临床试验还为时过早。研究人员希望进一步完善基因编辑过程，并进行其他实验，以在考虑进行人体临床试验之前最大程度地减少潜在有害的脱靶突变。此外，重要的是要面对面地比较不同的方法，以确定哪种方法最安全，最有效。