重新思考CRISPR肝脏靶向基因编辑的递送策略：空间分割肝动脉灌注途径的革新性展望

《Molecular Therapy Nucleic Acids》：Rethinking CRISPR delivery for liver-targeted gene editing: The case for spatially fractionated intra-arterial approaches

本刊推荐：针对系统性静脉注射LNP-CRISPR疗法存在的全肝脏同步暴露、无法分次给药及严重肝毒性风险等问题，研究人员提出采用影像引导下经肝动脉的空间分割灌注策略。该研究论证了肝动脉灌注可实现剂量分次化、保留肝功能储备、降低峰值暴露，并利用MRI实时监控与渗透性增强技术提升靶向递送效率，为安全、可控的体内基因编辑提供了新范式。

　　

在基因医学领域，CRISPR-Cas9技术的突破为遗传性疾病的根治带来了曙光，而肝脏作为代谢中枢和蛋白质合成工厂，自然成为体内基因编辑的首要靶标。当前，基于脂质纳米粒（LNP）的CRISPR系统通过静脉注射已实现超过97%的目标蛋白敲低率，证明了其强大的治疗潜力。然而，2025年Intellia Therapeutics临床试验中一名转甲状腺素蛋白淀粉样变性患者因接受静脉注射LNP-CRISPR（nexiguran ziclu-meran）后出现4级肝酶升高和胆红素增高等严重肝毒性反应并不幸死亡，这一悲剧暴露出系统性递送策略的致命缺陷——当整个肝脏同时暴露于高剂量药物时，机体失去了通过健康肝组织缓冲毒性的能力，形成“全或无”的风险局面。这一事件促使科学界深刻反思：我们是否应该继续将肝脏视为一个整体靶点进行“饱和攻击”，还是需要更精细、更安全的递送哲学？

为此，来自美国马里兰大学医学院的Abdallah Salemdawod、Piotr Walczak和Miroslav Janowski在《Molecular Therapy Nucleic Acids》上发表观点文章，系统性地提出了一种颠覆性的解决方案：采用影像引导下经肝动脉的空间分割灌注策略，将肝脏基因编辑从“一次性轰炸”转变为“分区蚕食”的可控过程。该研究不仅剖析了传统静脉递送的药代动力学瓶颈，更整合了介入放射学、纳米材料学和分子影像学的前沿技术，构建了一套兼顾高效性与安全性的递送新框架。

研究人员在论证过程中重点运用了以下关键技术方法：首先，基于临床成熟的肝动脉灌注化疗技术，通过植入式泵系统实现药物的区域性持续输注；其次，利用介入性磁共振成像（MRI）进行无辐射实时导管定位及灌注模式动态监测，确保给药准确性；再者，结合动脉内注射高渗甘露醇（25%）或高渗盐水（4%）引发可逆性内皮细胞收缩，暂时开放血-组织屏障以增强LNP的胞内渗透；此外，通过大型动物模型对比静脉与动脉途径的LNP-CRISPR分布、编辑效率及炎症反应，验证分次给药的优势。值得注意的是，该策略还拓展至CRISPR载荷形式的优化，包括直接递送Cas9核糖核蛋白复合物（RNP）以规避mRNA转录延迟问题。

系统性递送困境

研究指出，LNP通过载脂蛋白E-低密度脂蛋白受体（ApoE-LDLR）途径天然靶向肝细胞，但单次静脉注射后离子化脂质在肝窦内皮细胞积累会触发中性粒细胞相关细胞因子级联反应，导致急剧炎症。尤其当全肝同步承受高剂量暴露时，个体免疫差异或基础疾病可能引发灾难性后果。剂量-毒性曲线的陡峭特性使系统性递送如同走钢丝，而肝动脉灌注则通过分次处理不同肝段（如右叶先期治疗，左叶后续处理），将单次剂量降至静脉等效剂量的25%-40%，在3-4个治疗周期内实现全器官覆盖，同时保留未治疗肝组织的功能储备。

分割肝动脉递送：范式转变

肝动脉灌注将治疗重构为区域化、迭代式过程。每疗程仅处理部分肝段（如单次针对右叶或左叶），使峰值LNP浓度显著降低，急性炎症反应得以缓解。疗程间2-4周的间隔为毒性监测提供了窗口，一旦出现并发症可立即中止治疗。技术层面，FDA批准的植入式泵系统已证实具有94.9%的6个月稳定性，在经验丰富的中心操作成功率超94%。药代动力学数据显示，肝动脉给药在灌注肝叶与非灌注肝叶的浓度差可达40-120倍，首过肝提取效应显著降低全身暴露，实现治疗分离。

赋能技术：MRI引导与渗透性增强

介入MRI的软组织对比优势允许实时可视化导管位置及灌注均匀性，动物模型中影像引导下肝动脉插管技术成功率达94.1%。结合高渗溶液（如25%甘露醇）诱导的短暂内皮收缩，可逆性增加大分子渗透率10倍。该技术若应用于MRI监控下的肝动脉递送，有望大幅提升LNP的细胞摄取效率，或在同等剂量下实现更深度的基因编辑。

CRISPR包装

研究强调，肝动脉途径为Cas9形式选择（mRNA或蛋白质）及包装系统优化提供了更大灵活性。Cas9蛋白质递送可绕过转录翻译步骤实现即时活性，且脂质体转染试剂（如Lipofectamine）在动脉递送中已展示优异体内功效。这种“按需定制”的化学设计思路，可优先考虑生物相容性而非强行系统性暴露。

临床前例与前行路径

肝动脉灌注化疗的临床经验表明，该途径联合全身化疗可将肝主导性疾病缓解率提升至85%-92%，主要风险为可经皮质类固醇预防的胆道毒性，全身毒性则基本避免。作者呼吁在大型动物模型中系统比较静脉与动脉递送的LNP-CRISPR分布、编辑效率及炎症反应，并通过早期临床试验评估分割区域递送方案。目标并非简单更换血管路径，而是将肝脏基因编辑重新定义为“分区治理”的渐进过程。

这项研究的意义远超出技术优化层面。它标志着体内基因编辑从“能否实现”向“如何安全实现”的战略转折。通过降低单次剂量、保留肝储备功能、引入实时反馈调控，肝动脉途径有望突破安全性天花板，同时维持甚至提升疗效。随着软机器人微创工具的发展，血管内介入精度将持续进化。正如作者所言，静脉LNP-CRISPR证明了人体内基因编辑的可行性，但概念验证不是终点。当技术迈向临床普惠时，我们必须以更谨慎、更智慧的方式驾驭其力量——这不仅关乎科学突破，更关乎对生命的敬畏。