首次使用非病毒CRISPR来纠正镰状细胞突变

加州大学旧金山分校奥克兰贝尼奥夫儿童医院正在招募患者参加一项旨在治愈镰状细胞病的创新临床试验。该试验是美国首次将非病毒CRISPR-Cas9基因编辑技术应用于人类，直接纠正导致该疾病的基因突变。

这项研究包括提取患者的血液干细胞来纠正突变，并通过骨髓移植将这些编辑过的细胞送回患者体内。研究人员希望经过修复的血液干细胞能够繁殖，创造出一个新的血液系统，一个没有镰状细胞的血液系统。

"该疗法旨在通过应用CRISPR技术消除镰状细胞病，该技术比健康骨髓供体的标准干细胞移植更安全。对于年轻的镰状细胞患者来说，这是一个潜在的游戏规则改变者，因为这种疗法消除了对合适供体的需求，并消除了基因突变，从而摆脱了镰状细胞疾病。”加州大学旧金山分校儿科学教授Mark Walters医学博士说。

研究人员正在加利福尼亚招募患者进行治疗，从多达六名患有镰状细胞病的成年人开始。在前三名成年患者接受治疗后，将进行安全性评估。如果发现安全有效，将扩大到3名12至17岁的青少年。这项试验预计将持续两年，理想情况下，患者将被随访长达15年。

镰状细胞病是一种遗传性血液疾病，由编码-珠蛋白的基因的两个拷贝的单一突变引起。-珠蛋白构成携带氧气的血红蛋白分子的一半。这种突变导致血红蛋白分子粘在一起，使红细胞变形成典型的“镰刀”形状。这些畸形细胞卡在血管里，导致血管堵塞、贫血、疼痛、器官衰竭，并显著缩短寿命。镰状细胞病影响大约10万美国人和全世界数百万人，对黑人社区的影响不成比例。

来自加州大学旧金山分校、创新基因组研究所（IGI）和加州大学洛杉矶分校的项目团队开发了CRISPR_SCD001，这是一种来自患者的患者特异性血液干细胞治疗产品，已被CRISPR-Cas9核酸酶修饰，以刺激镰状突变的修复。在目前的试验中，患者的血液干细胞将被提取并送到加州大学洛杉矶分校的人类基因和细胞治疗设施，使用电脉冲在其膜上形成暂时的孔进行处理。这些孔允许非病毒CRISPR-Cas9平台进入细胞并进入细胞核，在细胞核中纠正镰状细胞突变，然后通过骨髓移植手术将细胞送回患者体内。

“使用CRISPR基因编辑来修复每位患者自身造血干细胞中导致镰状细胞疾病的突变，需要开发新方法，以便每位患者产生超过1亿个基因校正、健康和纯净的细胞，”医学博士、加州大学洛杉矶分校微生物学、免疫学和分子遗传学以及儿科的杰出教授唐纳德·科恩（Donald Kohn）说。“与之前仅限于生产100万到200万个基因校正细胞的研究相比，这代表着规模的显著增加。”

该试验是由加州大学旧金山分校、加州大学洛杉矶分校和加州大学伯克利分校领导的加州大学研究联盟的一部分。它将结合IGI开发的CRISPR技术——由诺贝尔奖获得者Jennifer Doudna创立的加州大学伯克利分校-加州大学旧金山分校联合倡议——与加州大学洛杉矶分校在基因分析和细胞制造方面的专业知识，以及在该领域的临床优势，以及贝尼奥夫儿童奥克兰医院近50年来在镰状细胞护理方面的专业知识，包括脐带血和骨髓移植，以及基因治疗。

“这种疗法的概念始于大约10年前我与马克·沃尔特斯的一次谈话，所以很高兴看到它进入临床试验，”加州大学伯克利分校李嘉诚校长生物医学和健康科学主席杜德纳博士说。“我希望未来镰状细胞病能有更便宜、更容易获得、更安全的治疗方法，这是朝着这个方向迈出的重要一步。”

这项临床研究继续了奥克兰BCH对治疗和治愈镰状细胞病的承诺。综合镰状细胞病中心于1973年在医院成立，为患有镰状细胞病的儿童和成人提供专家诊断、治疗和长期健康管理。现在被称为BCH奥克兰镰状细胞卓越中心，它被公认为拥有美国西部最大和最全面的镰状细胞项目之一。