CRISPR基因治疗:沉默表达而不编辑永久改变基因

新版本的CRISPR不直接编辑基因——它仅仅阻止了基因的表达——因此不会引起永久性的改变，虽然目前还不清楚它的作用持续多久。有针对性的方法可以导致一种无阿片类药物治疗慢性疼痛的方法。

　　

一项新的研究结果表明，基于CRISPR的基因编辑技术可以从另外一个角度应用于治疗——不直接编辑目标基因，而是通过沉默来组织基因的表达，而不会引起永久性改变。这个全新的思路为CRISPR应用带来新的前景。CRISPR基因编辑因为可以永久性改变基因编码而在临床应用上受到一定限制。来自加州大学圣地亚哥分校的研究人员利用这种新思路成功减轻了小鼠的疼痛——要知道，永久性改变基因编码的技术本来不适合用于止疼，但是，持续数月或数年的慢性疼痛通常需要用吗啡之类的阿片类的成瘾药物来治疗，如果CRISPR能够在不带来永久改变基因编码的情况下帮助治疗慢性疼痛，将是一种很有希望的疗法。尽管这种疗法离用于人类还有很长的路要走。

CRISPR疗法可以通过编辑一个人的基因组来治疗某些由单基因突变引起的血液疾病和某些形式的遗传性失明。而这项研究的意义在于，新版本的CRISPR不直接编辑基因——它仅仅阻止了基因的表达——因此不会引起永久性的改变，虽然目前还不清楚它的作用持续多久。

一些研究估计，在欧洲和美国，有很大一部分人（高达50%）会经历慢性疼痛。这种疼痛会随着时间的推移而使人变得虚弱，因为它会限制一个人的活动，并对他们的心理健康产生负面影响。尽管这种情况很普遍，但提供无副作用的长期缓解方案却很少。即便如此，阿片类药物由于具有成瘾的风险，医生们已经谨慎使用，这进一步减少了他们的选择。

这种困境激发了加州大学圣地亚哥分校的生物工程师Ana Moreno和同事们寻求另一种治疗方法。

当刺激——例如，触摸滚烫的热锅或被尖锐的物体戳到，会触发神经元通过脊髓神经向上发送电信号到大脑。当神经元上的离子通道打开或关闭以允许离子通过时，离子沿着神经通道传导电流。慢性疼痛时，这一途径的一部分会变得过度活跃。尽管有许多类型的离子通道，研究表明称为Na_v1.7的钠通道可能在慢性疼痛中起中心作用。当编码这种通道的基因发生突变时，人们要么会经历极度的持续疼痛，要么根本感觉不到任何疼痛。因此Moreno和她的团队认为，通过阻止神经元产生Na _v 1.7，他们也许能够终止疼痛信号传递到大脑。化学家一直在试图用小分子药物和抗体来阻断Na _v 1.7，但由于这些疗法还与体内结构相似的钠通道相互作用而产生了困扰，从而产生了包括麻木和协调不良在内的副作用。利用精确定位基因的CRISPR，研究人员认为他们可能能够直接关闭Na _v 1.7，而不会产生脱靶效应。

利用CRISPR的精度
研究人员首先从CRISPR基因编辑系统的一部分——Cas9蛋白的改良版开始。它可以靶向但不能切割编码Na v 1.7的DNA序列。研究人员在修饰的Cas9上附加了第二个“阻遏物”蛋白，该蛋白可阻止Na v 1.7基因的表达。研究人员将该系统包装在一种称为腺相关病毒的小型无活性病毒中，该病毒可以将其穿梭带入细胞中。

他们给小鼠脊髓注射基因沉默疗法，然后尝试通过给动物注射化疗药物或炎症剂来诱发慢性疼痛。结果表明，接受化疗剂量的小鼠本来对疼痛变得非常敏感，但在单次注射基因治疗后就失去了这种疼痛敏感性。研究结果发表在3月10日的《科学转化医学》杂志上，在某些情况下，疼痛缓解似乎持续了注射后44周。康涅狄格州纽黑文耶鲁大学的神经学家Sulayman Dib Hajj说：“这是非常了不起的。”重要的是，这种治疗似乎在不关闭其他钠通道的情况下敲低了Na _v 1.7的表达——小鼠除疼痛外没有失去任何感觉，也没有表现出其他副作用。

尽管结果令人兴奋，但研究人员表示这些结果仍然是初步的，不确定在小鼠身上观察到的疼痛缓解是否能够应用于人类。Dib Hajj说：“这给了我们希望，基因治疗方法可能在人类身上起作用，用于治疗慢性疼痛，但还需要做更多的工作。”

Moreno现在是圣地亚哥Navega Therapeutics的首席执行官，该公司计划继续开发这种疗法，希望有一天能在人类身上进行试验。治疗疼痛的最佳药物会给人们带来另一种疾病，这是一个真正的挑战。

doi: https://doi.org/10.1038/d41586-021-00644-5