《自然》雜志關(guān)于四川大學(xué)華西醫(yī)院盧鈾教授利用CRISPR技術(shù)編輯T細(xì)胞并回輸至病人體內(nèi)進(jìn)行腫瘤治療的報道想必大家都看到了，驚嘆于盧鈾教授的勇氣與先見的同時，筆者發(fā)現(xiàn)zui近華西醫(yī)院還有一項(xiàng)CRISPR應(yīng)用研究也取得了新進(jìn)展，來自華西生物治療國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的魏于全院士課題組采用人工病毒進(jìn)行CRISPR-Cas9輸送，成功在小鼠腫瘤模型中完成了靶基因編輯，達(dá)到了較好的腫瘤治療效果，相關(guān)成果發(fā)表在《美國化學(xué)學(xué)會·納米》雜志上。

近日，來自四川大學(xué)華西生物治療國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的魏于全院士課題組采用人工病毒進(jìn)行CRISPR-Cas9基因編輯系統(tǒng)輸送，成功在小鼠腫瘤模型中完成了靶基因編輯，達(dá)到了較好的腫瘤治療效果，相關(guān)成果發(fā)表在《美國化學(xué)學(xué)會·納米》雜志上。

《自然》雜志關(guān)于四川大學(xué)華西醫(yī)院盧鈾教授利用CRISPR技術(shù)編輯T細(xì)胞并回輸至病人體內(nèi)進(jìn)行腫瘤治療的報道想必大家都看到了，驚嘆于盧鈾教授的勇氣與先見的同時，筆者發(fā)現(xiàn)zui近華西醫(yī)院還有一項(xiàng)CRISPR應(yīng)用研究也取得了新進(jìn)展，來自華西生物治療國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的魏于全院士課題組采用人工病毒進(jìn)行CRISPR-Cas9輸送，成功在小鼠腫瘤模型中完成了靶基因編輯，達(dá)到了較好的腫瘤治療效果，相關(guān)成果發(fā)表在《美國化學(xué)學(xué)會·納米》雜志上。

大家可能會說，人體實(shí)驗(yàn)都已經(jīng)在進(jìn)行了，小鼠實(shí)驗(yàn)似乎也不足為奇了吧？別忘了，人體實(shí)驗(yàn)是進(jìn)行免疫細(xì)胞T細(xì)胞的體外編輯，編輯完成后再回輸治療，但是功能強(qiáng)大的魔剪，只用在體外編輯T細(xì)胞似乎有點(diǎn)大材小用，直接在體內(nèi)用CRISPR敲除腫瘤基因進(jìn)行腫瘤治療也是研究人員夢寐以求的事情。雖然目前為止已經(jīng)有不少研究用CRISPR進(jìn)行腫瘤基因編輯，但是這些研究存在著不少問題，使用的方法臨床轉(zhuǎn)化也相當(dāng)困難。目前研究采用的體內(nèi)給藥CRISPR-Cas9質(zhì)粒DNA的手段主要有三種，一種是水流動力學(xué)注射，即將約為小鼠體重10%的DNA質(zhì)粒注射液通過尾靜脈在3-8秒內(nèi)注射到小鼠體內(nèi)（腦補(bǔ)一下打點(diǎn)滴時的情形），這會造成血壓瞬間升高，可能造成器官損傷，在人體內(nèi)幾乎無法實(shí)現(xiàn)；另一種方式則是采用腺病毒載體進(jìn)行CRISPR質(zhì)粒DNA的輸送，但是腺病毒具有免疫原性，有引發(fā)免疫反應(yīng)的風(fēng)險，zui重要的是由于CRISPR質(zhì)粒DNA太大，腺病毒負(fù)載能力實(shí)在太低，因此效率不高，心有余而力不足；第三種則是局部注射質(zhì)粒，其缺點(diǎn)不言而喻，對于人體深部疾病似乎鞭長莫及啊。

基于此，魏于全院士課題組合成了一種新型的人工病毒載體用于CRISPR-Cas9質(zhì)粒DNA的輸送，他們合成了靶向乳腺癌中的MTH1基因（一個可以促使基因組穩(wěn)定、阻止細(xì)胞死亡的基因，乳腺癌病人腫瘤組織高表達(dá)）的CRISPR-Cas9質(zhì)粒DNA（Cas9-hMTH1）在小鼠體內(nèi)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。由于質(zhì)粒DNA帶負(fù)電，他們選擇了帶正電的氟原子修飾的聚乙烯亞胺（PF33）與質(zhì)粒DNA混合，通過正負(fù)電荷相互作用形成人工病毒（PF33/ Cas9-hMTH1，實(shí)際上就是一種納米顆粒），同時為了增強(qiáng)人工病毒的輸送効率，他們采用一種多功能高分子RGD-R8-PEG-HA對人工病毒進(jìn)行修飾得到了靶向MTH1的多功能核殼結(jié)構(gòu)CRISPR-Cas9輸送人工病毒（RRPHC/Cas9-hMTH1），這種高分子可以使人工病毒更穩(wěn)定，同時避免被免疫系統(tǒng)清除，RGD和HA可以同時靶向結(jié)合腫瘤部位高表達(dá)的整合素ανβ3和CD44受體，從而提高人工病毒在腫瘤部位的富集。同時，腫瘤部位高表達(dá)的透明酸質(zhì)（HA）酶可以降解HA，促進(jìn)Cas9-hMTH1在腫瘤中的釋放，從而增強(qiáng)療效。

體外細(xì)胞轉(zhuǎn)染實(shí)驗(yàn)表明該人工病毒的轉(zhuǎn)染效率明顯高于商用轉(zhuǎn)染試劑SuperFect、Lipofectamine 2000及Lipofectamine 3000，表明該載體可以更有效攜帶Cas9-hMTH1進(jìn)入細(xì)胞，同時雙重靶向策略可以使該人工病毒更特異性結(jié)合并進(jìn)入乳腺癌細(xì)胞完成基因敲除。功能性實(shí)驗(yàn)表明該人工病毒可以成功敲除MTH1，導(dǎo)致癌細(xì)胞凋亡，顯著抑制乳腺癌細(xì)胞增殖。通過小鼠尾靜脈注射人工病毒（僅含5 微克 Cas9-hMTH1，而文獻(xiàn)報道水動力學(xué)注射需要100 微克左右）后，可發(fā)現(xiàn)小鼠腫瘤組織有較多的人工病毒富集，免疫組化分析也顯示腫瘤部位MTH1蛋白表達(dá)量顯著降低，同時小鼠腫瘤生長及轉(zhuǎn)移也得到了明顯的抑制。zui后他們對人工病毒的安全性進(jìn)行了評價，血細(xì)胞計數(shù)發(fā)現(xiàn)注射人工病毒對血細(xì)胞數(shù)量無明顯影響，基因測序顯示正常組織中的突變率均低于0.4%，且都不是插入或者缺失突變，僅為單堿基替換突變。

雖然他們認(rèn)為該人工病毒具有較好的安全性，可以用于腫瘤特定基因的敲除進(jìn)行腫瘤治療，但是筆者認(rèn)為0.4%的突變率是不是還是有點(diǎn)高呢，有沒有辦法再優(yōu)化一下繼續(xù)降低脫靶率呢？據(jù)報道，他們下一步的研究計劃是使用這種人工病毒輸送其他CRISPR-Cas9質(zhì)粒DNA及功能化的DNA結(jié)合蛋白用于拓展該人工病毒的應(yīng)用范圍。