2020 年十大科学突破 | CRISPR 治疗遗传性贫血症入选

2020-12-27 12:03:10, 安捷伦科技安捷伦科技（中国）有限公司

当地时间 12 月 17 日，美国《科学》杂志公布了其评选出的 2020 年十大科学突破，CRISPR 治疗遗传性贫血症位居第二。

CRISPR 治疗遗传性贫血症

CRISPR “魔剪”这项革命性的基因编辑技术自 2012 年问世以来，不断帮助科学家进行动植物基因的编辑，期间虽然引发了不少伦理争议，但丝毫没有阻碍这项技术发展。继 2015 年被评为 Science 年度科学突破，CRISPR 基因编辑系统又斩获本年度的诺贝尔化学奖。最近，临床应用领域又传来好消息——CRISPR 开始用于治疗 β-地中海贫血症和镰刀状细胞贫血症，并取得明显疗效。
（引自《科学》杂志并翻译）

1. 什么是地中海贫血症和镰刀状细胞贫血症？

地中海贫血症（thalassemia）简称地贫，又称珠蛋白生成障碍性贫血症、海洋性贫血症。根据珠蛋白肽链缺乏种类的不同进行分类，其中最常见的是 α 型地贫（ α-珠蛋白基因缺失或突变）和 β 型地贫（ β-珠蛋白基因缺失或突变）。

图片来源：thalassemia.com

地中海贫血症根据严重程度可分为轻型、中间型和重型三类。重型 β-地中海贫血病人终生需要输血，或者进行造血干细胞移植。在我国，地贫多见于南方沿海地区——两广、湖南、湖北、四川、浙江、福建和台湾地区。根据《中国地中海贫血蓝皮书（2015）》，我国有 3000 万地贫基因携带者，有 30 万中间型和重型地贫患者。重型地贫患者的平均寿命仅 15 岁，而其治疗费用高达数百万元，给家庭和社会带来巨大的负担。

镰刀状细胞贫血症是一种常染色体显性遗传血红蛋白病，因 β-肽链第 6 位氨基酸谷氨酸被缬氨酸所代替，构成镰刀状血红蛋白，取代了正常血红蛋白。人体正常的红细胞是中间微凹的圆饼状，而镰刀状细胞贫血症患者的红细胞却是弯曲的镰刀状，这样的红细胞极易破裂，使人患溶血性贫血，严重时甚至会导致死亡。

图片来源：CRISPR therapeutics

2. CRISPR 治疗遗传性贫血的原理

β-地中海贫血症患者由于 HBB 基因的片段缺失或者突变，体内无法编码 β-珠蛋白或者产生有缺陷的 β-珠蛋白，从而不能与 α-珠蛋白形成功能正常的四聚体以携带氧气，引起严重的贫血及相关并发症。

在人体胚胎期，血红蛋白主要由 γ-珠蛋白（HBG 基因编码）与 α-珠蛋白形成四聚体（胎儿血红蛋白，HbF）。出生后 HBG 表达被沉默，而 HBB 基因开始表达生成 β-珠蛋白，由其替代 γ-珠蛋白与 α-珠蛋白形成四聚体（HbA），即成体血红蛋白。

图片来源：CRISPR therapeutics

临床研究发现，重新激活地中海贫血患者的胎儿期 HBG 表达并获得较高水平的 HbF 可使地贫患者症状缓解，甚至完全治愈。通过 CRISPR 技术编辑患者自体造血干细胞，失活 BCL11A 基因，可以让红细胞在出生后继续产生胎儿形式的血红蛋白，代替有缺陷的成人血红蛋白。

图片来源：CRISPR therapeutics

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