杜氏肌营养不良症

杜氏肌营养不良是一种X染色体隐性遗传疾病，主要发生于男孩。据统计，全球平均每3500个新生男婴中就有一人罹患此病。患者一般在3-5岁开始发病,最早表现出进行性腿部肌无力，导致不便行走，至青少年时期便失去行走能力，30岁左右就会因心力衰竭而被迫戴上呼吸器，直至最终导致死亡。目前对于DMD尚无有效疗法。

这一疾病是由于编码dystrophin的DMD基因的突变所引起，前者是一种对肌肉功能至关重要的蛋白质。尽管科学家几十年就知道营养不良蛋白基因的缺陷是致病原因，但一直没有研发出有效疗法。如果使用CRISPR－Cas9这一方法在人类试验中证明有效，或能从根本上改变DMD患者的疾病情况。

图片来源：英国皇家兽医学院

CRISPR－Cas9技术

西南大学的研究团队在四只狗身上应用了CRISPR－Cas9技术，这些狗均有DMD患者最常见的突变类型。它们使用一种无害的病毒——腺相关病毒( AAV )将CRISPR基因编辑成分传递给外显子51号。外显子51是构成dystrophin基因的79个外显子之一，西南大学分子生物学家、通讯作者Eric Olson博士及其同事发现，当外显子45-50号区域出现问题时，会影响到相邻的51号外显子出现问题，进而影响机体功能。

在干预后的大约两个月内，狗全身的肌肉组织中产生了更多的dystrophin，缺失的蛋白质在全身肌肉组织中得到恢复，包括心脏92 %的矫正和膈肌（呼吸所需的主要肌肉）58 %的矫正。

而通常在DMD人群中，dystrophin几乎是不存在的。这项研究证明CRISPR可用于在实验室中治疗啮齿类动物和人体细胞中的DMD，这是首次在大型哺乳动物中获得成功。

图像显示的是健康横膈肌中的肌营养不良蛋白(左)，患有DMD的狗中没有肌营养不良蛋白(中间)，以及用CRISPR治疗的狗中肌营养不良蛋白的恢复(右侧)。

重要意义

“我们的策略不同于其他治疗DMD的方法，因为它编辑了导致疾病的突变，并修复了营养不良蛋白的正常表达，”该项研究的主要作者兼Olson博士实验室分子生物学助理讲师Leonela Amoasii博士说，“但是在临床上使用这种药物之前，我们还有更多的工作要做。”

在这项研究中，通过使用单切基因编辑技术将肌肉和心脏组织中的营养不良蛋白恢复到正常水平的92%。令人兴奋的是，科学家曾估计将dystrophin蛋白表达恢复到15%就会有很明显的治疗效果。

该实验室接下来将进行更长期的研究，以测量营养不良蛋白水平是否保持稳定，并确保基因编辑没有副作用。Olson博士希望，除了狗之外，下一步是一项临床试验，这将是西南大学基因治疗中心在未来几年为解决众多致命的儿童疾病而计划开展的几项试验之一。