【文獻解讀】“基因手術刀”橫空出世：泰薩克斯病迎來一次治癒希望_風聞

在基因治療的前沿領域，一場針對神經退行性疾病的無聲革命正在上演。晚髮型泰薩克斯病（Late-onset Tay-Sachs , LOTS）作為一種罕見的溶酶體貯積症，其罪魁禍首是HEXA基因上一個不起眼的點突變（c.805G>A）。這個微小的改變如同多米諾骨牌的第一張，引發了β- 己糖胺酶A活性喪失、GM2神經節苷脂堆積，最終導致神經元損傷和漸進性神經症狀。

近期發表在《The Journal of Clinical Investigation》（IF:13.6）上的“CNS-targeted base editing of the major late-onset Tay-Sachs mutation alleviates disease in mice”，深入解析了一項利用腺嘌呤鹼基編輯器（ABE）結合 sgRNA，在小鼠模型中靶向中樞神經，系統校正HEXA基因突變，最終緩解LOTS的研究，展現其治療潛力。

文章亮點:

1. **精準校正的基因手術刀：**ABE在 sgRNA 引導下，靶向HEXA基因的致病突變，LOTS 患者成纖維細胞校正率約 80%，酶活性恢復至正常 50%，脱靶效應微小。

2. **跨越血腦屏障的治療橋樑：**AAV-PHP.eB 載體助力ABE突破血腦屏障，LOTS小鼠中樞神經實現突變校正，GM2 神經節苷脂堆積減少近 90%。

3. 改寫疾病進程的生命延長： ABE治療使 LOTS小鼠中位壽命從 27 周延至 52.5 周，顯著延遲神經症狀。

一、從細胞到動物：鹼基編輯的雙重驗證

在實驗室培養的 LOTS 患者成纖維細胞中，研究人員首先驗證了 ABE 系統的校正能力。當攜帶ABE和LOTS-sgRNA 的慢病毒進入細胞後，原本致病的A鹼基被精準轉換為G鹼基。測序結果顯示，校正後的細胞中，β-己糖胺酶 A 的成熟亞基重新出現，酶活性也隨之恢復。更關鍵的是，通過CIRCLE-seq技術進行的全基因組脱靶分析表明，在實現高編輯效率的同時，脱靶效應控制在0.15%以下，這為臨牀應用的安全性提供了重要保障。

為了在活體動物中進一步驗證，研究團隊構建了一個特殊的LOTS小鼠模型。通過 CRISPR Cas9 技術，將人類 HEXA 基因的致病突變（c.805G>A）引入小鼠基因組，並與 Neu3 基因敲除背景結合，成功模擬了人類 LOTS 的關鍵特徵：酶活性降低、GM2 神經節苷脂在大腦堆積以及漸進性神經症狀。這個模型的建立，為後續的體內治療研究奠定了堅實基礎。

 

圖1 用於鹼基編輯的 LOTS 小鼠模型的構建

二、突破屏障：AAV 載體介導的 CNS 基因編輯

如何將基因編輯工具遞送到至關重要的中樞神經系統，是該研究面臨的一大挑戰。研究人員選擇了 AAV-PHP.eB 血清型病毒載體，它具有高效穿越血腦屏障的特性。為了容納較大的 ABE 基因序列，他們創新性地採用了雙 AAV 載體系統，通過分裂內含子介導的蛋白質反式剪接，在細胞內重新組裝成完整的 ABE 蛋白。

治療結果顯示，在注射後的 LOTS 小鼠大腦和脊髓中，c.805G>A 突變的校正頻率分別為 9.3% 和 11.8%。雖然肝臟等外周組織的校正率較低，但這恰恰體現了 AAV-PHP.eB 對 CNS 的特異性靶向優勢。

圖2 鹼基編輯治療校正LOTS小鼠HEXA基因致病突變

三、從分子到功能：全方位的疾病改善

神經炎症是 LOTS 病理過程中的重要環節。RNA 測序和免疫組化分析發現，ABE 治療顯著下調了大腦中與神經炎症相關的基因表達，包括星形膠質細胞和小膠質細胞的激活標誌物。GFAP 和 Iba1 免疫染色顯示，活化的膠質細胞數量減少，形態也從激活狀態向靜息狀態轉變，這意味着治療不僅緩解了代謝異常，還減輕了炎症損傷。

在行為學水平上，ABE 治療組小鼠的體重下降時間點明顯延後，共濟失調評分也顯著低於對照組。生存分析顯示，治療組小鼠的中位壽命幾乎是對照組的兩倍，這一結果充分證明了鹼基編輯治療在延緩疾病進展和延長壽命方面的顯著效果。

圖3. LOTS小鼠腦內膠質細胞病理變化

總結與展望

這項研究為 LOTS 的治療開闢了一條全新的路徑，展示了鹼基編輯技術在中樞神經系統疾病治療中的巨大潛力。然而，從實驗室到臨牀的轉化之路仍面臨諸多挑戰。例如，人類對 AAV 載體的預存免疫可能影響治療效果，如何提高編輯效率尤其是在小腦等關鍵區域的編輯效率，以及如何進一步優化載體系統以降低成本和免疫原性等。

值得期待的是，研究中觀察到的 “交叉校正” 現象 —— 即編輯細胞產生的酶可以被未編輯細胞攝取利用，為提高治療效果提供了新的思路。未來，隨着技術的不斷進步，鹼基編輯有望成為治療 LOTS 乃至其他單基因遺傳病的通用工具，為無數患者帶去希望。