中国科学家利用CRISPR成功修复β-地贫缺陷基因，有望实现自体移植

　　2016年07月16日讯 β-地中海贫血是广东高发的常见遗传性疾病。目前临床上唯一可以根治地贫的治疗方法是造血干细胞（HSCs）移植，但能够成功找到相匹配的脊髓捐赠者几率十分有限，地贫患者往往得不到根治，只能靠不断地输血以维持生命。不能异体移植，那能不能做自体移植呢？如今，这一想法得到了实现。

　　有望实现β-地贫自体移植

　　12日，记者从广州医科大学第三附属医院了解到，广医三院广东省产科重大疾病重点实验室和广东省高校生殖与遗传重点实验室主任孙筱放教授带领的团队，通过CRISPR/Cas9基因编辑技术，成功纠正β-地贫iPSCs（诱导多能干细胞）中的β珠蛋白基因（HBB）突变，使其诱导分化出正常的造血干细胞，为没有骨髓移植匹配捐赠者的患者提供了一种新的自体移植治疗选择。

　　记者了解到，孙筱放团队目前是在小鼠身上做的这一实验，30多例小鼠移植实验全部获得成功，下一步将考虑在大型动物身上做实验。

　　地贫发病源于基因突变

　　地中海贫血中，β-地中海贫血是东南亚人群中常见的一类。在我国，长江以南各省是地中海贫血的高发区，两广地区发生率尤其高。

　　β-地中海贫血源于HBB这一基因的突变。HBB基因的突变带来了β血红蛋白合成缺陷，最终导致红细胞生成障碍，引发贫血。当出现红细胞生成障碍，体内红细胞缺失，地中海贫血患者就会出现发育障碍、器官功能障碍等临床症状，如不及时治疗，会导致死亡；地贫的诸多症状在新生儿出生的半年后就会逐步显现，如不进行干预，孩子往往活不过一岁。

　　骨髓移植匹配成功率极低

　　对于地贫患者而言，治疗方法有两个，一是通过不断地输血补给患者的红细胞以维持生存，然而这种方法对于很多家庭而言既是痛苦的也是花费巨大的。一方面患者可能面临每两周就经历几乎“全身性”的换血，一旦停止就危及生命；另一方面，长期地依赖输血对患儿和家庭乃至社会都是巨大的经济、身理及心理负担。更为重要的是，输血补充红细胞的治疗仅仅是治标的方法，而非治本之策。

　　另一种治疗方法--造血干细胞移植，是目前临床上唯一根治地贫的方法。其治疗原理在于，将正常人的造血干细胞移植给地贫患者，使地贫患者能够诱导分化出足够的红细胞。然而，造血干细胞移植的治疗方法却面临着配型的巨大难题。造血干细胞最好的白细胞抗原完全匹配的供体成功配型的概率非常低，大多只出现在有血缘关系的兄弟，而人群中找到人类白细胞抗原相匹配的健康捐献者的几率极其有限。此外造血干细胞移植费用昂贵，需要约五十万的治疗费。因此，造血干细胞移植对于大多数地贫患者和家庭而言成为一种奢望。

　　基因修复让“超能”干细胞“造血”

　　如果无法异体移植，那么能否实现自体移植？也就是说能否对地贫患者的基因缺陷进行修复，从而实现地贫患者自身能够分化出正常的造血干细胞。孙筱放团队在反复研究中，终于探索了一种新的治疗策略。而这种办法的关键就在于对β-地贫iPSCs中的HBB突变进行修复。

　　iPSCs，即诱导多能干细胞，是被称作具有“超能力”的干细胞，在一定的条件下，它可以无限扩增。事实上，成年人体内有多种成体干细胞：如造血干细胞、神经干细胞、肌肉干细胞等等，如果把上述这些成体干细胞比做枝条，那么iPSCs则可以作为树干，可以分化为多种成体干细胞。

　　如果能从多能干细胞里分化出正常的造血干细胞，并移植回地贫患者体内，那么就能实现地贫患者自体移植。基于这样大胆的设想，孙筱放团队首次结合基因编辑技术CRISPR/Cas9对iPSCs中的HBB CD41/42（-CTTT）突变进行了修复，并保留了iPSCs的多能性和多分化能力（即不影响诱导多能干细胞的其他功能）。果然，修复后的iPSCs能够分化出正常的造血干细胞，并成功分化红细胞。这一研究为没有骨髓移植匹配捐赠者的患者提供了一种新的自体一直治疗选择，为β-地贫治疗提供了一种新策略。该研究结果获得创刊逾百年的经典生化杂志《Journal of Biological Chemistry》的肯定并迅速予以发表。

　　不过，目前想要通过iPSCs诱导多能干细胞用于临床治疗β-地贫仍有许多瓶颈：首先，在iPSC诱导过程中，基因组重排导致iPSC细胞的基因不稳定，从而可能产生许多新的基因突变，其中有一些突变可能与肿瘤的发生有关。其次，基因编辑过程中，对iPSCs细胞的基因组稳定性也构成了新的挑战。再次，iPSCs分化的造血干细胞与正常的造血干细胞仍有一定的差距。这也就意味着，这一治疗策略要真正运用于临床还有很长一段路要走。