“一次治疗，终身受益”，是开发基因编辑疗法的最终目标。目前，也已经有多款在研基因编辑疗法在治疗多种罕见疾病方面表现出可喜的疗效。然而进一步扩展基因编辑疗法的使用范围，让它能够用于治疗心血管疾病等常见疾病，需要回答两个重要问题：一是疗法的持久性，“一次治疗，终身受益”的概念真的能够实现么？二是疗法的安全性，因为基因编辑会永久性地改变细胞的DNA，那么它会不会产生脱靶编辑，脱靶基因编辑对疗法的长期安全性有何影响？

日前，在Molecular Therapy上发布的一项研究，对这两个问题提供了初步答案。这一由基因疗法先驱，宾夕法尼亚大学的James M. Wilson教授和他的合作者进行的研究对非人灵长类的PCSK9基因进行了编辑。研究发现，一次性基因编辑可以显著降低动物体内的PCSK9蛋白和低密度脂蛋白胆固醇（LDL-C）水平，而且疗效能够维持3年之久。研究人员同时没有发现显著的不良反应。

PCSK9是降低LDL-C的一个重要靶点，目前已经有多款靶向PCSK9的抗体疗法和一款RNAi疗法获批上市。而且，使用基因编辑疗法一次性关闭PCSK9的表达，从而永久地降低患者心血管疾病风险正在成为一个新兴开发方向。日前，Verve Therapeutics公司宣布，该公司基于CRISPR的基因编辑疗法VERVE-101，在非人灵长类动物实验中，一次治疗后可以在随后6个月内持续降低LDL-C水平。该公司首席执行官Sekar Kathiresan博士在2021药明康德全球论坛上表示，将这一疗法应用于广大心血管疾病患者的关键在于证明疗法的持久性和安全性。

在Molecular Therapy上发表的这项研究中，研究人员使用了Precision BioSciences公司开发的ARCUS基因组编辑技术平台。这是基于名为I-CreI的天然归巢内切酶开发的基因组编辑平台。这种内切酶属于大范围核酸酶（meganuclease）。它通过识别包含22个碱基的靶点序列来完成切割，由于靶点序列较长，因而产生脱靶编辑的机会很少，而且在完成编辑之后，它会自动失活，从而进一步降低脱靶编辑的风险。此外，它的另一个优点是个头比较小，只有364个氨基酸，让它更容易使用病毒或非病毒递送手段递送到组织或细胞中。

在这项实验中，研究人员使用AAV载体，将靶向PCSK9基因的ARCUS基因编辑系统递送到非人灵长类动物的肝脏中。这些动物在接受基因编辑治疗后已经被观察超过3年。实验结果显示，接受基因编辑的动物的PCSK9蛋白水平持续降低了85%，而LDL-C水平持续降低56%。在3年期间，肝脏细胞已经经历了多次的迭代，这些结果意味着基因编辑对基因组的改变被传递到新一代的肝细胞中，支持PCSK9和LDL-C水平的降低是永久性的。

同样重要的是，对动物肝脏的组织学研究并没有发现明显的不良变化，脱靶编辑的出现频率持续维持在非常低的水平。

“这一研究表明使用一剂ARCUS系统在体内进行基因编辑能够产生持久的治疗效果，而且它提供了关键的安全性数据，支持进行临床转化研究。” James Wilson博士说，“这项研究不但为开发基因编辑作为潜在治疗手段积累了证据，而且表明ARCUS基因编辑系统可能成为治疗心血管疾病患者的一款非常有希望的新策略。”

此前，在2021药明康德全球论坛上，多位细胞和基因疗法新锐公司的首席执行官的共识是，过去20年，我们在研究和解读基因组上取得了重大进步，而未来20年，人类将会为了健康而改写基因组。这一研究让我们向这个目标又迈进了一步。

参考资料：

[1] Precision Announces 3-Year Pre-clinical Study Results Showing Long-term Durability and Safety of ARCUS In Vivo Gene Editing to Cut LDL Cholesterol Levels in Nonhuman Primates. Retrieved February 19, 2021, from https://investor.precisionbiosciences.com/news-releases/news-release-details/precision-announces-3-year-pre-clinical-study-results-showing

[2] Precision Biosciences. Retrieved February 19, 2021, from https://investor.precisionbiosciences.com/static-files/edf20a7d-f032-4b74-a0f5-f1b9860653f6

[3] Wang et al., (2021). Long-term Stable Reduction of Low-density Lipoprotein in Nonhuman Primates Following In Vivo Genome Editing of PCSK9. Molecular Therapy, https://doi.org/10.1016/j.ymthe.2021.02.020

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