第六版：生物工程
01修复错误编码基因-疾病举例：SMA
脊髓性肌肉萎缩症是一种常见的常染色体隐性神经肌肉病，患者脊髓内的运动神经元受到侵害，会逐渐丧失包含呼吸、吞咽的各种运动功能（不能动、不能进食、直至不能呼吸），是导致婴幼儿死亡的头号遗传疾病之一。目前在美国上市的唯一治疗药物Spinraza (Nusinersen)尚未进入中国，治疗费用也非常昂贵。在今年5月份刚刚发表的文献中，中南大学梁德生团队，通过SMA病人来源的体细胞诱导成包含了病人特异的突变位点的iPSC，利用高特异性的CRISPR/Cpf1基因编辑技术，将SMN2基因进行定点编辑，使其可编码正常的SMN蛋白。在实验中，编辑后的iPSCs分化成的运动神经元，恢复了SMN的表达和正常分布，并且运动神经元形成神经肌肉接头的能力也得到改善。
02移除致病基因-疾病举例：线粒体病
线粒体病具有异质性特点，变异和正常的线粒体环往往同时存在。科学家们想到，可以利用基因编辑工具，切断突变的mtDNA，让线粒体自动清除它们。同时为了保持线粒体内DNA数量的稳定，新的mtDNA又会合成，正常的mtDNA就有机会变得更多。2018年9月，来自剑桥大学Michal Minczuk和Payam Gammage团队和迈阿密大学米勒医学院的Carlos Moraes和Sandra Bacman团队，在《Nature Medcine》杂志上发表研究，表明了利用基因编辑技术靶向切断突变mtDNA，直接在小鼠体内验证了这一基因治疗思路的可行性，均表示考虑开启人体临床试验。 03将缺失的基因插入基因组-疾病举例：HB
B型血友病（HB）传统的基因治疗一般通过外源表达F9因子进行疾病改善。但是外源F9的表达无法长时间较高水平维持，且所有接受AAV基因治疗的患者在治疗后都会产生对病毒衣壳特异的免疫反应，限制了同类型AAV基因治疗重复进行。是否能将缺失基因，直接插入患者基因组内，让F9因子持续表达呢？目前Sangamo therapeutics公司根据这一思路，利用基因编辑工具，将FIX基因定点插入肝脏细胞白蛋白启动子区，进行临床试验。
04切除部分致病DNA-疾病举例：DMD
假肥大型肌营养不良（DMD）是由抗肌萎缩蛋白基因(dystrophin,DMD)的致病性变异所引起的。患儿常在3～5岁发病，临床症状表现为缓慢进展的肌无力伴腓肠肌假性肥大，12岁左右丧失独立行走能力，20岁左右死于呼吸衰竭或心力衰竭。其致病基因DMD是目前已知的人类最大的基因，由79个外显子组成。由于外显子上的突变所导致整个基因失去了功能，进而导致了疾病表型。还有一种疾病贝克肌营养不良(BMD)，是由于DMD基因的整码突变，仍可以表达具有部分功能的截短的抗肌萎缩蛋白，临床症状轻，生存期长。科学家们想到，是否能够通过外显子跳跃方法，截去突变区域的外显子，使得DMD患者仍然能够产生有部分功能的DMD蛋白，让“重病变轻病”。2016年，发表于科学杂志上的研究表明，利用CRISPR-Cas9 技术在DMD病人来源的iPS细胞上，切割出跨外显子45-55的725kb的缺失末端连接修复后，DMD读码框恢复，可编码具有部分功能的抗肌萎缩蛋白。这种突变的修复预计可覆盖~60%的DMD病人变异情况。2018年日本进行的基于DMD外显子45 跳跃的基因治疗phaseI/II期临床试验，目前初步结果已经显示该方法的安全性。
在很多关于安全性、有效性问题得以解决之前，基因编辑技术广泛地应用于临床，还有一段艰难的路要走。希望能在伦理规范和科学管理完善和加强的基础上，科学家们能够敬畏生命、严格遵守规则，让基因编辑技术真正给人类健康和疾病治疗带来春天！
（摘自《360个人图书馆》）