无PAM碱基编辑 有效准确地纠正X连锁慢性肉芽肿病突变 效率高达70%

一种优化的带有腺嘌呤碱基编辑器的CRISPR-Cas9酶ABE8e-SpRY可以不需PAM高效精确地纠正X连锁慢性肉芽肿病患者的干细胞中的致病突变。该方法非常有效，效率比以前的方法高出3.5倍以上，并且脱靶效应最小。这种基因编辑方法为首次人体临床试验铺平了道路。

　　

X连锁慢性肉芽肿病（X-CGD）是一种由细胞色素b-245 β链（CYBB）基因突变引起的先天性免疫错误（IEI），其特征是对感染的高度易感性，患者会出现复发性侵袭性感染、过度炎症、炎症性肠病，并且发病率和早期死亡率增加。X连锁慢性肉芽肿疾病的基因治疗使用含有校正细胞色素b-245 β链（CYBB）基因序列的慢病毒转导的自体造血干细胞和祖细胞（HSPCs）进行，由于缺乏转基因表达的生理调节、通常使用弱启动子来降低附近癌基因反激活的风险以及防止过表达，因此受到诸多限制。研究人员一直在寻求优化基因编辑方法，以纠正X-CGD突变，并开发一种安全有效的治疗方法。

碱基编辑器（BEs）可以克服这个问题，然而，碱基编辑器的实用性受限于CRISPR-Cas9酶需要一段PAM基序。

来自美国NIAID的高级研究医师和基因治疗开发部门主任Suk See De Ravin医学博士和MGH的基因组医学中心和病理学部门的研究员Benjamin Kleinver博士开展的一项新研究，结合腺嘌呤碱基编辑器和无需PAM的CRISPR-Cas9酶SpRY，得到的ABE8e-SpRY可以无需PAM实现精确高效的碱基编辑。

基于SpRY的碱基编辑工具纠正人类造血干细胞和祖细胞（HSPCs）突变的效率、特异性和适用性如何？作研究人员从两名具有不同X-CGD突变的患者身上提取造血干细胞和祖细胞，然后用不同的腺嘌呤碱基编辑器对细胞进行处理，以纠正CYBB基因中的任何一种突变。结果表明，腺嘌呤碱基编辑器 ABE8e-SpRY可以进入造血干细胞和祖细胞并在靶点纠正导致X-CGD的突变。对于典型的X-CGD突变CYBB c.676C>T， ABE8e-SpRY实现了高达70%的校正，特异性高且非常高效，达到比以前的CRISPR核酸酶和供体模板方法高3.5倍的效率。作者分析了碱基编辑的造血干细胞和祖细胞中潜在的脱靶DNA编辑、转录组范围内的RNA编辑和染色体扰动，证明实现了脱靶编辑最小化。将碱基编辑过的造血干细胞移植到免疫缺陷小鼠体内后，编辑过的等位基因持续稳定。

这个研究性的新药物研究证明了用无需PAM的碱基编辑工具能有效和精确地纠正X-CGD突变，是正在进行的首次临床试验NCT06325709的基础，并为治疗其他先天性免疫错误突变提供了潜在的蓝图。该研究结果发表在《Science Translational Medicine》杂志上。

腺嘌呤碱基编辑器也可以克服与其他基因治疗方法相关的一些挑战。基于该团队的研究结果，一项首次人体临床试验（NCT06325709）正在进行中，以测试碱基编辑干细胞治疗对X-CGD患者的潜在益处。Kleinver说：“我们对使用碱基编辑直接纠正突变感到兴奋，因为这种方法与过度表达纠正基因的传统基因疗法不同。”“我们的研究结果证明了改良后的CRISPR-Cas9酶的能力是如何有益的，并共同激发了使用碱基编辑器来纠正导致先天性免疫错误和其他疾病的其他突变的进一步研究。”