廣州專家團(tuán)隊(duì)通過(guò)基因編輯技術(shù)修復(fù)β-地貧缺陷基因，有望實(shí)現(xiàn)β-地貧自體移植

β-地中海貧血，是不少家長(zhǎng)聞之色變的一種常見(jiàn)的遺傳性疾病，在兩廣地區(qū)尤其高發(fā)。目前，臨床上根治地貧的唯一的方法，就是造血干細(xì)胞（HSCs）異體移植。然而，地貧患者找到相匹配的脊髓捐贈(zèng)者的幾率極低，因此，大多數(shù)患者只能靠不斷地輸血以維持生命。如果不進(jìn)行干預(yù)，患兒通常活不過(guò)一歲。

近日，廣醫(yī)三院廣東省產(chǎn)科重大疾病重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室和廣東省高校生殖與遺傳重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任孫筱放教授帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)，使用基因編輯技術(shù)，成功糾正了β-地貧患者體細(xì)胞中的致病基因——β-珠蛋白（HBB）的基因突變，并通過(guò)誘導(dǎo)多能干細(xì)胞（iPSCs）使其誘導(dǎo)分化出正常的造血干細(xì)胞，從而實(shí)現(xiàn)患者的自體移植治療。這是全球首次使用這種方法對(duì)導(dǎo)致地貧的缺陷基因進(jìn)行修復(fù)，也是目前最先進(jìn)的方法。這一技術(shù)如果用于臨床，β-地貧患者將有望“自己救自己”。相關(guān)研究已發(fā)表在創(chuàng)刊逾百年的國(guó)際經(jīng)典生化雜志《Journal of Biological Chemistry》上。

醫(yī)學(xué)指導(dǎo)/廣醫(yī)三院廣東省產(chǎn)科重大疾病重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室和廣東省高校生殖與遺傳重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任孫筱放教授、廣醫(yī)三院廣東省產(chǎn)科重大疾病重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室和廣東省高校生殖與遺傳重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室副研究員牛曉華

新技術(shù)：

通過(guò)基因編輯，修復(fù)突變基因并實(shí)現(xiàn)自體移植

如何解決異體移植和輸血治療中的難題？廣醫(yī)三院廣東省產(chǎn)科重大疾病重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室和廣東省高校生殖與遺傳重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任孫筱放教授的團(tuán)隊(duì)在反復(fù)研究中，另辟蹊徑，探索了一種新的治療策略，即對(duì)β-地貧患者誘導(dǎo)多能干細(xì)胞（iPSCs）中的HBB基因突變進(jìn)行修復(fù)，并通過(guò)誘導(dǎo)多能干細(xì)胞（iPSCs）分化出正常的造血干細(xì)胞，然后移植回地貧患者體內(nèi)，最終實(shí)現(xiàn)地貧患者自體移植。“目前，這一技術(shù)已經(jīng)在小鼠身上獲得成功，接下來(lái)將在大型動(dòng)物上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。”

這種新技術(shù)大致分為四步：

1.從患者的外周血中提取體細(xì)胞；

2.通過(guò)基因編輯技術(shù)在iPSCs層面，對(duì)患者體細(xì)胞中導(dǎo)致地貧的HBB基因中的CD41/42（-CTTT）突變進(jìn)行修復(fù)，并保留iPSCs的多能性和多分化能力；

3.利用iPSCs誘導(dǎo)分化出正常的造血干細(xì)胞

4.正常的造血干細(xì)胞能分化出紅細(xì)胞，

5.地貧患者實(shí)現(xiàn)自體移植

不過(guò)，孫筱放也指出，目前想要通過(guò)iPSCs誘導(dǎo)多能干細(xì)胞用于臨床治療β-地貧仍有許多瓶頸：首先，在iPSC誘導(dǎo)過(guò)程中，基因組重排可能會(huì)導(dǎo)致iPSC細(xì)胞的基因不穩(wěn)定，從而可能產(chǎn)生新的基因突變，其中有一些突變可能與腫瘤的發(fā)生有關(guān)；其次，iPSCs分化的造血干細(xì)胞與正常的造血干細(xì)胞仍有一定的差距。

β-地中海貧血：

因基因突變致病，如不干預(yù)活不過(guò)一歲

據(jù)孫筱放介紹，β-地中海貧血是東南亞人群中常見(jiàn)的一類遺傳性疾病。在我國(guó)，長(zhǎng)江以南各省是地中海貧血的高發(fā)區(qū)，兩廣地區(qū)發(fā)生率尤其高。

孫筱放解釋，β-地中海貧血，就是因?yàn)棣?珠蛋白（HBB）這一基因的突變導(dǎo)致的。HBB的基因突變包括三種基因型：CD41/42（-CTTT）、CD17（A>T）和IVS2-654（C>T），這是中國(guó)最常見(jiàn)的β-地貧基因突變，其中CD41/42（-CTTT）是兩廣人群中最常見(jiàn)的地貧致病原因。

“HBB基因的突變，會(huì)導(dǎo)致β血紅蛋白的合成缺陷，造成紅細(xì)胞生成障礙。”孫筱放說(shuō)，而紅細(xì)胞是氧的攜帶者，負(fù)責(zé)將氧運(yùn)輸至全身，以支持機(jī)體生存。當(dāng)出現(xiàn)紅細(xì)胞生成障礙，體內(nèi)紅細(xì)胞缺失，地中海貧血患者就會(huì)出現(xiàn)發(fā)育障礙、器官功能障礙等臨床癥狀。如不及時(shí)治療，會(huì)導(dǎo)致死亡。“地貧的諸多癥狀，在新生兒出生的半年后就會(huì)逐步顯現(xiàn)，如果不進(jìn)行干預(yù)，孩子往往活不過(guò)一歲。”

療法1：不斷“換血”維持生命

廣醫(yī)三院廣東省產(chǎn)科重大疾病重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室和廣東省高校生殖與遺傳重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室副研究員牛曉華介紹，治療地貧，目前只有兩種治療方法。其中之一，就是通過(guò)不斷地輸血，給患者補(bǔ)充紅細(xì)胞維持生命。

但是，這種治療方法，一方面患者每?jī)芍芫托枰��?jīng)歷一次幾乎“全身性”的換血，一旦停止就會(huì)危及生命；另一方面，長(zhǎng)期地依賴輸血，會(huì)給患兒家庭帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。

“以兩周換一次血的頻率，患兒一年的輸血費(fèi)用就高達(dá)4萬(wàn)元，再加上其他治療，如果患兒存活十年，至少需要費(fèi)用60萬(wàn)元。”他說(shuō)，更重要的是，輸血補(bǔ)充紅細(xì)胞的治療方法，只能治標(biāo)，不能治本。

療法2：造血干細(xì)胞移植

“治療地貧的另一種治療方法就是造血干細(xì)胞移植。這是目前臨床上唯一能根治地貧的方法。”牛曉華說(shuō)，造血干細(xì)胞移植的治療原理在于，將正常人的造血干細(xì)胞移植給地貧患者，使地貧患者能夠誘導(dǎo)分化出足夠的紅細(xì)胞。

然而，目前造血干細(xì)胞移植只能是異體移植。這就跟其他器官的異體移植一樣，面臨著配型的難題。因?yàn)樵谌巳褐姓业侥艹晒ε湫偷慕】稻璜I(xiàn)者的幾率極其有限，據(jù)統(tǒng)計(jì)，異體基因配型成功的概率在三萬(wàn)分之一到一百萬(wàn)分之一之間。

目前，造血干細(xì)胞能完全匹配的供體，大多只出現(xiàn)在有血緣關(guān)系的父母親和兄弟姐妹中。牛曉華說(shuō)，由于孩子從父親和母親的身上各獲得一半的基因，因此，患兒通常與父親或者母親的配型是50%相合，俗稱半相合。在兄弟姐妹中，與同卵雙胞胎的配型是100%，與親兄弟姐妹之間的相合概率是25%。“堂、表兄弟姐妹之間的配型相合概率也是極低的。”

牛曉華介紹，造血干細(xì)胞移植的費(fèi)用高達(dá)50萬(wàn)元左右，對(duì)于大多數(shù)地貧患者和家庭而言是一種奢望。（記者黃蓉芳 實(shí)習(xí)生林子琳 通訊員白恬）