(资料图片)

通过基因疗法改变血红蛋白基因，或可治愈镰状细胞病（SCD）和β地中海贫血。据3日发表在《自然·遗传学》上的论文，美国圣裘德儿童研究医院、麻省理工学院博德研究所和哈佛大学科学家使用腺苷碱基编辑器，在SCD患者细胞中重新启动胎儿血红蛋白的表达。与使用CRISPR-Cas9基因组编辑技术相比，该方法能使胎儿血红蛋白的表达水平更高、更稳定且更均匀。SCD和β地中海贫血是两种常见的危及生命的贫血症，困扰着全球数百万人。血红蛋白是编码携带氧气的蛋白分子，成人血红蛋白的一个亚基的基因突变导致了这些疾病。成人血红蛋白主要在新生儿出生后表达，含有4个蛋白质亚基，即两个β-珠蛋白和两个α-珠蛋白。β-珠蛋白基因的突变会导致镰状细胞病和β地中海贫血。但人类还有另一个血红蛋白亚单位基因，即γ-珠蛋白，它在胎儿发育过程中表达。γ-珠蛋白与α-珠蛋白结合形成胎儿血红蛋白。正常情况下，在出生前后，γ-珠蛋白的表达被关闭，而β-珠蛋白被打开，从胎儿血红蛋白切换到成人血红蛋白。现在，研究人员找到并优化了有效提高胎儿血红蛋白水平的基因编辑技术。腺苷碱基编辑引入的突变，重新启动γ-珠蛋白基因，从而增加胎儿血红蛋白的产生，这可有效地替代有缺陷的成人血红蛋白的产生。研究发现，在γ-珠蛋白启动子中最有效的位点使用碱基编辑，可实现比CRISPR-Cas9编辑高2—4倍的血红蛋白水平。圣裘德医院血液科主任米切尔·韦斯医学博士表示，γ-珠蛋白基因是碱基编辑的良好靶点，因为有些非常精确的突变可在新生儿出生后重新激活其表达，这有望成为治疗导致SCD和β地中海贫血的所有突变的强大工具。变形的血细胞，可以防范疟原虫的入侵，因此相应的基因在蚊子猖獗的地区被保留至今。但这个基因也削弱了携带者的输氧能力。镰状细胞病带来剧烈疼痛；重型地中海贫血患者需要每几周输血一次，且终身服药。随着基因疗法的进步，我们很可能在生命早期扭转这种厄运。一旦成功，将是现代医学取得的最大成就之一。