❶ 基因治疗有几种途径
基因治疗是指将人的正常基因或有治疗作用的基因通过一定方式导入人体靶细胞以纠正基因的缺陷或者发挥治疗作用,从而达到治疗疾病目的的生物医学新技术。
基因治疗有二种形式:一是体细胞基因治疗,正在广泛使用;二是生殖细胞基因治疗,因能引起遗传改变而受到限制。
基因编辑技术可以准确地改造人类基因,达到基因治疗效果。中国科学院生物化学与细胞生物学研究所李劲松研究组通过在小鼠胚胎中注射CRISPR/Cas9纠正白内障小鼠模型中的遗传缺陷,所产生的后代是可育的并能将修正后的等位基因传递给它们的后代。杜氏肌营养不良(DMD)是一种罕见的肌肉萎缩症,也是最常见的致命性遗传病之一,是由肌营养不良蛋白dystrophin基因突变引起。杜克大学Charles Gersbach研究组应用CRISPR/Cas9在DMD小鼠中将dystrophin基因突变的23外显子剪切,而合成了一个截短的但功能很强的抗肌萎缩蛋白,这是生物学家“首次成功地利用CRISPR基因编辑技术治愈了一只成年活体哺乳动物的遗传疾病”。
►CAR-T治疗简图,图片来自onclive.com
基因编辑技术联合免疫疗法在肿瘤及HIV/AIDS治疗具有广泛的应用前景。嵌合抗原受体T细胞(Chimeric Antigen Receptor T cell,CAR-T)细胞治疗是非常有前景的肿瘤治疗方法。CAR-T细胞疗法在B细胞恶性血液肿瘤治疗中已经取得硕果。中科院动物研究所王皓毅研究组利用CRISPR/Cas9技术在CAR-T细胞中进行双基因(TCRα subunit constant 和beta-2 microglobulin)或三基因(TRAC,B2M及programmed death-1)敲除。美国斯隆凯特林癌症纪念中心Michel Sadelain研究组发现CRISPR/Cas9技术将CAR基因特异性靶向插入到细胞的TRAC基因座位点,极大增强了T细胞效力,编辑的细胞大大优于传统在急性淋巴细胞白血病小鼠模型中产生CAR-T细胞。
继诺华的Kymriah以及Gilead (kite Pharma)的Yescarta接连上市,CRISPR Therapeutics公司也在应用CRISPR/Cas9基因编辑技术开发同种异体CAR-T候选产品。2016年10月,四川大学华西医院的肿瘤医生卢铀领导的一个团队首次在人体中开展CRISPR试验,从晚期非小细胞肺癌患者体内提取出免疫细胞,再利用CRISPR/Cas9技术剔除细胞中的PD-1基因更有助于激活T细胞去攻击肿瘤细胞,最后将基因编辑过的细胞重新注入患者体内。
7 致病菌及抗病毒研究微生物种群与人体医学,自然环境息息相关。北卡罗来纳大学Rodolphe Barrangou与Chase L. Beisel合作通过使用基因组靶向CRISPR/Cas9系统可靶向并区分高度密切相关的微生物,并程序性去除细菌菌株,意味着CRISPR/Cas9系统可开发成精细微生物治疗体系来剔除有害致病菌,人类将有可能精确控制微生物群体的组成。以色列特拉维夫大学Udi Qimron将CRISPR系统导入温和噬菌体中在侵染具有抗生素抗性的细菌以消灭此类细菌,CRISPR系统已具有成为新一类抗生素的潜力。Locus BioSciences公司也在开发在噬菌体中开发CRISPR系统以达消灭难辨梭菌的目的。
弗吉尼亚理工大学Zhijian Tu研究组在雄蚊子中进行M因子基因编辑,可以导致雌雄蚊之间的转化或雌蚊的杀戮,从而实现有效的性别分离和有效减少蚊子的数量,也将减少寨卡病毒及疟疾等传播。
基于CRISPR治疗不仅可以应用于根除共生菌或有益菌群的病原体,也可应用于靶向人类病毒,包括HIV-1,疱疹病毒,乳头瘤病毒及乙型肝炎病毒等。具有纯合的32-bp缺失(Δ32)的CC趋化因子受体5型(CCR5)基因的患者对HIV感染具有抗性。因此加利福尼亚大学Yuet Wai Kan在诱导多能干细胞iPSC中利用CRISPR系统引入纯合CCR5Δ32突变后,诱导分化后的单核细胞和巨噬细胞对HIV感染具有抗性。天普大学Kamel Khalili 课题组应用CRISPR/Cas9系统在宿主细胞基因组中精确编辑HIV-1 LTR U3区,从而在将艾滋病病毒从基因组中剔除。
8 核酸诊断及细胞事件记录Cas12a (Cpf1)属于CRISPR家族另一核酸内切酶,它也可被gRNA引导并剪切DNA。但是,它不仅可以切割相结合的单链或双链DNA,也剪切其他的DNA。近日,加州大学伯克利分校Jennifer Doudna研究组开发了基于CRISPR的一项新技能——基因侦探(DNA Endonuclease Targeted CRISPR Trans Reporter (DETECTR))。利用单链DNA将荧光分子和淬灭分子连接构建成一个报告系统,当CRISPR-Cas12a在gRNA引导下结合到目标DNA并发挥剪切作用时,报告系统中的DNA也被剪切,荧光分子将被解除抑制。此系统在致癌性HPV的人的DNA样品检测HPV16和HPV18变现极佳。
布罗德研究所Feng Zhang研究组开发的基于CRISPR的2代SHERLOCK (Specific High Sensitivity Enzymatic Reporter UnLOCKing),原理是利用Cas13a被激活后,可以切割除靶序列外其他的RNA的特征,引入了解除荧光分子的抑制。此工具可实现一次性多重核酸检测,可同时检测4种靶标分子,额外添加的Csm6使得这种工具比它的前身具有更高的灵敏度,并将它开发成微型试纸条检测方法,简单明了易操作,已被研究人员成功应用于RNA病毒,如登革热病毒和寨卡病毒,及人体液样本检测。
Broad研究所David R. Liu研究组利用CRISPR/Cas9开发了一种被称为CAMERA(CRISPR-mediated analog multi-event recording apparatus)的记录细胞事件的“黑匣子”他们利用这个系统开发出两种细胞记录系统,在第一种被称为“CAMERA 1”的细胞记录系统中,研究人员利用细菌中质粒的自我复制但又严格控制其自身数量的特征,
将两种彼此之间略有不同的质粒以稳定的比例转化到细菌中,随后在接触到外来药物刺激时,利用CRISPR/Cas9对这两种质粒中的一种进行切割,通过对质粒进行测序并记录两种质粒比例的变化来记录细菌接触外来刺激的时间。另一种细胞记录系统被称为“CAMERA 2”,它利用基于CRISPR/Cas9的碱基编辑系统实现在细胞内特定信号发生时改变遗传序列中的单个碱基,以此实现对诸如感染病毒、接触营养物等刺激的记录。这套技术的出现将很大程度的帮助人们进一步了解细胞的各类生命活动的发生发展规律。
9 人类胚胎基因组编辑2015 年 4 月,中山大学的黄军利用CRISPR/Cas9介导的基因编辑技术,同源重组修复了胚胎中一个引发地中海贫血β-globin gene (HBB)的突变。
►图片来自kurzgesagt.org
2016年,广州医科大学的范勇团队在三原核受精卵中,应用基因编辑技术CRISPR受精卵中的基因CCR5进行编辑引入CCR5Δ32纯合突变由于当时脱靶效率问题突出,产生了镶嵌式的受精卵。
2017年8月2日,俄勒冈健康与科学大学胚胎细胞和基因治疗中心Shoukhrat Mitalipov研究组公布了其应用CRISPR在人类胚胎中进行DNA编辑的结果,纠正了突变的MYBPC3基因,其突变会引起心肌肥厚并将年轻运动员猝死。
❸ 基因病目前有哪些治疗的手段
常见的基因遗传性疾病一般有三种类型:单基因遗传病、多基因遗传病和染色体病。基因病目前有哪些治疗的手段?
由于遗传病的本质是基因异常,普通的医疗手段对绝大多数遗传病还束手无策,因此通过替换或纠正缺陷基因,或者是通过调节基因表达的途径,对遗传病进行治疗,这就是基因治疗。1990年,美科学家率先采用这种方法,成功地完成了世界上第一例遗传病的基因治疗临床试验。
❹ 以色列研制的治愈新冠的药物,是如何治病的
根据以色列《耶路撒冷邮报》日前报道,以色列伊齐罗夫医院教授纳迪尔·阿尔伯团队研制的抗新冠肺炎新药“EXO-CD24”二期临床实验再次取得积极成果,这种药其实是一种应用外泌体鼻腔给药的CD24分子,据说能够抑制重症患者的免疫失衡状态和细胞炎症因子风暴,发挥治疗作用。
我们在日常生活当中也要做好积极防范相关疫情的影响,因为新冠肺炎对人体现在还依然有很强大的杀伤力,一旦不小心感染了新冠肺炎病毒,我认为会给自己带来很多的伤害,因此必须要保证自己身体健康,做好安全措施才是最好的。