根据UT西南医学中心的一项研究，科学家已经开发出一种CRISPR基因编辑技术，可以通过在患者DNA的关键点进行单次切割来潜在地纠正导致杜氏肌营养不良症(DMD)的3,000个突变中的大多数。

该方法在患者心肌细胞中成功检测，为每种基因突变开发个体化分子治疗的艰巨任务提供了一种有效的替代方案。它还为其他疾病开辟了可能的新治疗方法，这些疾病迄今为止需要更多的侵入性方法来纠正单基因突变。

科学家表示，这项新策略提高了人类基因组外科手术编辑的准确性，纠正了DNA序列中的错误，导致DMD等破坏性疾病，这是由肌营养不良蛋白基因缺陷引起的致命疾病。通常，肌营养不良蛋白有助于增强肌纤维。

“这是重要的一步，”德克萨斯大学西南部的Hamon再生科学与医学中心主任Eric Olson博士说。“我们希望这种技术最终可以缓解患有多种突变的DMD患者的疼痛和痛苦，甚至可能挽救他们的生命，不幸的是，他们没有其他治疗选择来消除这种疾病的根本原因。”

该研究是本月科学进展的封面故事，建立在Olson博士先前的研究基础上，其中CRISPR-Cas9校正了导致小鼠DMD的单基因突变。这项新研究表明，通过消除基因组DNA中的异常剪接位点，可以在人体细胞中纠正多种突变。

这些剪接位点指导遗传机制构建异常的肌营养不良蛋白分子，但一旦基因被成功编辑，它就表达了一种大大改善的肌营养不良蛋白产物，增强了肌肉组织的功能。

“事实上，我们发现纠正不到一半的心肌细胞(心肌细胞)足以将人体工程心脏组织中的心脏功能挽救到接近正常的水平，”该研究的第一作者Chengzu Long博士说。纽约大学Langone Health医学助理教授。

致命的缺陷

DMD是一种罕见的疾病，主要影响男孩，是由制造肌营养不良蛋白的基因缺陷引起的。这些缺陷 - 可能影响构成该基因的79个外显子中的任何一个 - 导致骨骼和心脏肌肉退化，迫使患者进入轮椅，并且由于呼吸所需的胸壁肌肉退化，最终进入呼吸器。大多数患者在30岁时死亡。尚无治愈方法。

这种疾病是科学家希望通过最近开发的CRISPR-Cas9基因编辑工具治疗的众多疾病之一，其中RNA链引导称为Cas9的酶切割DNA的特定部分。

在联邦政府批准之前，预计涉及CRISPR基因编辑的美国临床试验将于今年开始，从血液疾病开始，因为研究人员继续研究最佳方法以最大限度地提高效率并减少对基因组的无意编辑的可能性。

精确编辑

Olson博士的实验室花费了大量时间开发和测试各种指导RNA(核糖核酸)，这些指导RNA可以将Cas9酶精确地导入12个指定的剪接位点并避免错误的编辑。这些网站被定位，因为它们位于肌营养不良蛋白基因的“热点”，其中高达60%的致病突变发生。

“这是一个新概念，”研究的合着者和UT西南大学分子生物学教授Rhonda Bassel-Duby博士说。“我们不仅找到了一种治疗许多突变的实用方法，我们开发了一种破坏性较小的方法，可以跳过有缺陷的DNA，而不是将其去除。基因组结构高，你不想去除可能很重要的DNA “。

Olson博士说，单切编辑策略可能对治疗其他单基因疾病有用。然而，如果从蛋白质配方中除去某些外显子，所涉及的基因必须能够起作用。

“抗肌萎缩蛋白就像一个大减震器;去除一些弹簧线圈很好。其他蛋白质可能不那么容易，”Wellstone肌肉萎缩症合作研究中心联合主任，教授兼主席Olson博士说。 UT西南大学分子生物学系。

'真正的希望'

除寻求提高指导RNA精确度的方法外，Olson博士的实验室将继续测试该方法以确保其不会产生不良副作用。与此同时，这项工作催生了一家新的生物技术公司Exonics Therapeutics Inc.，该公司正致力于进一步优化和扩展其他DMD突变以及其他神经肌肉疾病的方法。Exonics已获得UT Southwestern的技术许可。

“这是一项重大进展，”Bassel-Duby博士说。“已经提出了许多不同的疗法，但这一疗法真正希望延长和改善患者的生活质量。”

其中一些患者已经亲眼目睹了基因编辑如何纠正细胞缺陷。该研究的共同作者Jay Schneider博士回忆起几年前第一位捐赠细胞的DMD患者。

已经坐在轮椅上的病人走访了实验室，惊恐地看着他们自己的肌肉细胞经过纠正编辑后在培养皿中击败。

“这是一个令人难以置信的激动人心的时刻，不仅对于这个令人敬畏的病人，而且对整个临床和科学团队来说，”施耐德博士说，他是UT西南大学心脏研究中心内科和达拉斯心球教席的副教授。“将DMD这样的医疗问题从患者带到实验室工作台再回到患者身上就是愿景，而这些新的基因编辑技术正在使这一愿景成为现实。