Nat Commun：基于CRISPR技术开发出新型的治疗性策略来治疗人类严重联合免疫缺陷症

严重联合免疫缺陷症（SCIDs，Severe combined immunodeficiencies）是一组让人衰弱的原发性免疫缺陷性疾病，主要是由干扰T细胞发育的遗传突变所引起，SCID还会影响B细胞和自然杀伤性细胞的功能和计数，如果不及时治疗的话，SCID患者在确诊1年内就会发生死亡。近日，一篇发表在国际杂志Nature Communications上题为“CRISPR-Cas9 engineering of the RAG2 locus via complete coding sequence replacement for therapeutic applications”的研究报告中，来自巴伊兰大学等机构的科学家们通过研究利用CRISPR找到并替代基因组编辑技术，或有望开发出新型的疾病治疗策略。

SCID患者的传统治疗手段包括异体造血干细胞移植（HSCT），但寻找相容性供体的挑战和潜在的并发症（比如移植物抗宿主病，GVHD）就给这种方法带来了重大障碍。随着基因组编辑（GE）技术的出现，尤其是使用CRISPR-Cas9技术，这种先进的基因疗法或能为治疗诸如SCID等多种人类遗传性疾病带来希望，CRISPR-Cas9系统能在DNA中产生位点特异性的双链断裂，从而实现精准的基因编辑；这种修复过程要么会破坏特定的基因，要么会对其功能进行纠正，从而潜在靶向作用基因组中几乎任何基因，这一发展或许就为广泛的基因组疾病的治疗干预打开了大门。

研究者表示，CRISPR-Cas9同源定向修复（HDR，homology-directed repair）介导的基因组编辑技术或能作为一种有前途的基因编辑技术，从而提供精确的基因插入潜力；在某些SCID亚型患者中，HSCT的替代手段主要涉及常规的CRISPR-Cas9 HDR介导的基因插入，但其会产生固有的风险，尤其是在诸如RAG2-SCID等病例中。RAG2是淋巴细胞发育过程中参与DNA切割的一种核酸酶，CRISPR-Cas9 HDR所介导的基因插入或许会导致RAG2核酸酶活性的失控和有害的结构变异。

基于CRISPR技术开发出新型的治疗性策略来治疗人类严重联合免疫缺陷症。

图片来源：Nature Communications (2023). DOI:10.1038/s41467-023-42036-5

为此，研究人员提出了一种新型的替代策略，名为GE x HDR 2.0（发现和替换，Find and Replace），这种方法能将CRISPR-Cas9介导的基因组编辑与重组腺相关血清型6（rAAV6）DNA供体载体相结合，从而更加精准地移除RAG2的编码序列，同时保留调节元件；这种策略或许能被应用于其它具有致病突变热点区域的基因。

Ayal Hendel博士表示，我们的创新性取决于一种关键的见解，为了有效诱发CRISPR-Cas9 HDR所介导的基因编辑从而进行精准的编码序列替换，就必须将同源臂从切割位点分离出来，并将其与需要替换的片段的下游序列对齐，在这一过程中，延长供体的远端同源臂长度或许就是至关重要的。

通过保留内源性的调节元件和内含子序列，研究人员所开发的方法就能再现天然基因的表达水平，从而降低基因表达不受调控的相关风险，这项突破性的技术包括替换整个编码序列或外显子，同时保留关键的调节元件，从而就为RAG2-SCID患者带来了一定的治疗希望，并未治疗多种其它的人类遗传性疾病带来了一定的希望。

综上，这项概念验证研究有望为严格调节基因的更安全的基因疗法的开发带来一定的希望。（生物谷Bioon.com）

原始出处：

Allen, D., Knop, O., Itkowitz, B. et al. CRISPR-Cas9 engineering of the RAG2 locus via complete coding sequence replacement for therapeutic applications. Nat Commun 14, 6771 (2023). doi：10.1038/s41467-023-42036-5