Nature子刊发布CRISPR突破性技术：替换整个编码序列，同时保留关键的调控元件

严重联合免疫缺陷(SCIDs)是一组使人衰弱的原发性免疫缺陷疾病，主要由破坏t细胞发育的基因突变引起。SCID还可以影响b细胞和自然杀伤细胞的功能和计数。如果不及时治疗，SCID在生命的第一年就会致命。SCID患者的传统治疗包括同种异体造血干细胞移植(HSCT)，但寻找相容供体的挑战和潜在的并发症，如移植物抗宿主病(GVHD)，对这种方法构成了重大障碍。

随着基因组编辑(GE)的出现，特别是使用CRISPR-Cas9技术，一种突破性的解决方案已经出现。这项前沿的基因治疗研究为许多遗传疾病如SCID带来了希望。CRISPR-Cas9系统在DNA中产生特定位点的双链断裂，从而实现精确的基因编辑。修复过程可以破坏一个特定的基因，也可以纠正它，几乎可以针对基因组中的任何基因。这一发展为广泛的基因组疾病的治疗干预打开了大门。

作为一种有前途的基因组编辑方法，CRISPR-Cas9同源定向修复(HDR)介导的GE，提供了精确基因插入的潜力。在某些SCID亚型中，HSCT的替代方法可能涉及传统的CRISPR-Cas9 hdr介导的基因插入，但它具有固有的风险，特别是在RAG2-SCID等病例中。RAG2是淋巴细胞发育过程中参与DNA切割的核酸酶，CRISPR-Cas9 hdr介导的基因插入可能导致RAG2核酸酶活性失控和有害的结构变异。

作为回应，以色列巴伊兰大学的研究人员提出了一种新的替代策略，称为GE x HDR 2.0:发现和替换。今天发表在《自然通讯》上的一篇论文概述了这种方法，它将CRISPR-Cas9介导的基因组编辑与重组腺相关血清型6 (rAAV6) DNA供体载体结合起来，在保留调控元件的同时精确地替换RAG2编码序列。这种策略也可以应用于其他具有致病突变热点区域的基因。

Bar-Ilan大学Goodman生命科学学院的Ayal Hendel博士强调说:“我们的创新取决于一个关键的见解:为了有效地触发CRISPR-Cas9 hdr介导的GE进行精确的编码序列替换，必须将远端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。在这个过程中，延长供体的远端同源臂长度是至关重要的。通过保留内源性调控元件和内含子序列，我们的方法忠实地再现了自然基因表达水平，从而降低了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，同时保留关键的调控元件，为RAG2-SCID患者带来了希望，并为治疗各种其他遗传疾病带来了希望。”