Circulation：兰峰/王永明团队通过碱基编辑治疗遗传性心律失常

中国医学科学院阜外医院兰峰教授、复旦大学王永明教授等合作，在循环领域的顶刊 Circulation 上发表了题为：In vivo base editing of Scn5a rescues type 3 long QT syndrome in mice 的研究论文。

该研究率先利用碱基编辑（Base Editing）技术实现了对长QT综合征小鼠模型的基因治疗。

该研究首先将来自人类3型长QT综合征（LQT3）患者的致病突变T1307M引入到小鼠的Scn5a基因上，构建了LQT3小鼠模型。

该小鼠模型表现出LQT3患者典型的心电图特点，即QT延长。此外，在卡巴胆碱降低心率后，小鼠模型心脏窦性停搏增加；同时卡巴胆碱可诱导纯合小鼠模型产生室性心动过速。这些结果说明了模型构建成功。

接下来，研究团队探究了碱基编辑器治疗LQT3的可行性。T1307M突变是由碱基C向T的突变造成的。腺嘌呤碱基编辑器（ABE）可以将T转变成C，纠正突变。

考虑到碱基编辑尺寸较大，难以使用单个腺相关病毒载体（AAV）递送，研究团队将ABE分成两段后，利用AAV9递送到小鼠体内。单次腹腔注射AAV9-ABE可以实现~40%的DNA纠正，和~70%的mRNA纠正。AAV9主要感染心肌细胞，而Scn5a主要在心肌细胞中表达，所以在Scn5a的mRNA水平的纠正效率高。值得注意的是，ABE在每只小鼠上的编辑效率是不同的，有的小鼠心脏实现了高达99.20%的Scn5a的mRNA纠正。

碱基编辑治疗缩短了小鼠模型的QT间期，减少了窦性停搏。在纯合突变小鼠中，碱基编辑还消除了室性心动过速。这些结果说明，碱基编辑技术可以有效的治疗遗传性长QT综合征。

为了探究多高的编辑效率可以修复LQT3表型，研究团队向新生14天的杂合突变小鼠腹腔注射AAV9-ABE病毒。10周后，观察到T1307M的mRNA水平的修正率从23.29%-95.72%不等。将mRNA修正率与QT间期以及窦性停搏次数关联。结果显示，随着修正率的增加，QT间期逐渐缩短，卡巴胆碱诱导的窦性停搏次数逐渐下降，说明即使较低的编辑效率，也能减轻长QT的表型。当mRNA水平的修正率超过60%时，可完全消除杂合小鼠的心律失常表型。同时，在纯合T1307M小鼠中，碱基编辑还消除了致命性室性心动过速。这些结果表明，编辑效率达到一定的阈值时，可以完全消除心律失常表型。

编辑效率和治疗效果分析

最后，研究团队对碱基编辑的安全性进行了评估，未发现明显的DNA或RNA水平的脱靶。碱基编辑也没有引发额外的心率失常。该研究也为治疗其他类型的心律失常提供了新的思路。

中国医学科学院阜外医院兰峰教授、复旦大学王永明教授、荣泽集团陈相波博士以及兰峰教授课题组博士后马树红为共同通讯作者；阜外医院博士后齐曼、马树红以及复旦大学刘靓童为论文共同第一作者。