超讚!廣東專家再次成功修復人類胚胎 阻斷遺傳疾病

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厲!害!了!

廣東專家再次成功修改人類胚胎

阻斷遺傳疾病!

修改人類胚胎是怎麼一回事?

這一成果又意味著什麼?

廣東衛生在線馬上帶你看看

這個棒棒噠專家團隊

近日,廣州醫科大學附屬第三醫院發佈消息,劉見橋教授研究團隊聯合上海科技大學黃行許教授團隊,在全球首次利用鹼基編輯技術成功在胚胎層面修復了遺傳疾病馬凡綜合徵(MFS)的致病基因。

8月14日,該研究成果發表在國際學術期刊《分子治療》(Molecular Therapy)上,獲得國際高度關注。這一成果初步證明了鹼基編輯技術在人類胚胎上對致病突變修復的高效性與安全性。

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什麼是馬凡綜合徵(MFS)?

馬凡綜合徵(MFS)是常染色體顯性遺傳病。

全球每5000人中就有1人患有馬凡綜合徵(MFS),這是一種影響身體結締組織的常染色體顯性遺傳病,由FBN1(編碼原纖維蛋白1)基因中單個鹼基的突變引起,患病特徵為四肢、手指、腳趾細長不均勻,幾乎可以影響身體的任何部位,從鬆弛的關節、弱視到心臟壁上危及生命的裂縫。

該病目前尚無特效藥救治,主要通過手術糾正病變,但也只能減輕症狀,費用昂貴,不能根治。

如果父母之中任何一人是純合突變,就是100%遺傳;如果雙方都是雜合突變,就是75%遺傳;如果只有一方是雜合突變,另一方不是患者,就是50%的遺傳。本例患者是雜合突變,即兩條等位基因中只有一條是突變基因,另外一條是正常基因。

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▲馬凡綜合徵由單個鹼基的突變引起

劉見橋介紹,每個人的DNA都是由A、T、C、G四種鹼基組成,它們通過不同的組合構成了一個個基因。A、T、C、G四種鹼基就像是“生命字母”,而基因則是由這幾個字母組成的單詞。馬凡綜合徵患者就是在“FBN1”這一關鍵基因上,A和G的位置發生了調換,出現了“拼寫錯誤”。

去年3月,劉見橋團隊就在全球首次發表了將基因編輯技術運用於人類正常胚胎的研究。他們利用CRISPR/Cas9基因編輯技術,對人類正常受精的二倍體胚胎進行了基因編輯,來阻斷廣東地區高發的地中海貧血和蠶豆病這兩種遺傳病。

能否通過基因編輯技術,將馬凡綜合徵的基因突變在胚胎層面就進行修復?

18個胚胎中16個變得完全正常

在獲得馬凡綜合徵個體捐獻者知情同意的情況下,研究人員獲得了血液和精液樣本,並收集了臨床上廢棄的未成熟卵母細胞用於研究。研究人員首先將未成熟的卵母細胞進行體外成熟,然後將單個馬凡綜合徵患者捐贈的精子通過顯微操作注射到成熟的卵母細胞中,獲得了含有雜合致病突變基因的胚胎。

其後,利用驗證過的胞嘧啶鹼基編輯系統通過顯微操作對18個胚胎進行編輯,結果表明修復後的16個胚胎呈現出完全正常的基因型,另外兩例胚胎不是完美的修復。而對照組中7個胚胎有4個胚胎是正常基因型,3個胚胎含有50%的致病突變。 最後,通過深度測序和全基因組測序,對修復胚胎進行了安全性鑑定,表明沒有脫靶的發生,證明所用到的修復此位點的系統是安全可靠的。

該研究經廣州醫科大學附屬第三醫院倫理委員會批准。所有相關的臨床和實驗程序均在廣醫三院生殖醫學中心進行。

什麼是胚胎修補技術?

劉見橋主任告訴廣衛君,馬凡綜合徵病人在遺傳學上主要是單鹼基突變。以前的基因編輯技術, 要把有病的鹼基切掉,存進新的、正常的血液進去。這次的修復技術相當於沒有把病人體內壞的鹼基切除,而是在原位發生化學反應,把壞的地方糾正過。

“用一個形象的比喻,原來的技術是把梯子壞掉的地方切掉,再打個補丁。用現在的技術,有一個臺階位置發生改變,只要把他位置調過頭來就好了,相當於在原位發生改變,沒有切沒有打補丁。”

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▲劉見橋主任

這一次研究中,他們沒有使用CRISPR/Cas9技術,而是採用了哈佛大學David Liu實驗室於2016年開發的鹼基編輯器。

相較於CRISPR/Cas9基因編輯技術,鹼基編輯系統更加安全。而本研究利用的鹼基編輯系統是在CRISPR/Cas9的基礎上進行改造得到的,其並不需要對DNA雙鏈進行斷裂,可以直接實現突變位點的替換。沒有斷裂DNA雙鏈,理論上更安全。

該研究從實際操作層面初步證明了鹼基編輯技術對人胚胎上致病突變修復的高效性和安全性。研究人員通過精心設計,在體外建立了細胞模型,全面分析了有效性和安全性。最後在胚胎層面進行了修復,利用鹼基編輯技術,大大提高了修復疾病突變的效率,同時沒有發現脫靶,證明了安全性,這是一個具有潛力的應用。

“該研究對具有此類致病突變的患者提供了一種可能的治療方案,證明了基因編輯技術的基因治療潛力。”劉見橋教授介紹,不過因倫理問題和相關法律法規的限制,以及研究可靠性、安全性的驗證等,距離臨床應用尚有一段距離。

採寫|秦 璐

通訊員| 白恬

廣東衛生在線全媒體團隊出品

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