《科学》子刊：CRISPR基因编辑新妙用，治疗慢性疼痛

▎药明康德内容团队编辑

慢性疼痛是一个影响广泛，并且给社会带来沉重负担的健康问题，全世界19%至50%的人群受到这个问题的困扰。几乎每个癌症、糖尿病或心血管疾病患者都伴随着持续的慢性疼痛症状，这对他们的生活质量造成了严重的影响。目前治疗慢性疼痛的主要方法是阿片类药物，但是阿片类药物具有严重的副作用和成瘾性。尽管经过几十年的研究，一种法，仍在临床上存在巨大未满足的需求。

电压门控钠离子通道（Nav）位于细胞膜上，选择性地将钠离子渗透到整个细胞膜上，通过引发和传导动作电位参与肌肉收缩，神经信号传递等重要生理过程。目前已经发现人类Nav有9个亚型（Nav 1.1至Nav 1.9），这些离子通道的功能异常与癫痫、疼痛综合征、心脏相关疾病等多种疾病相关。这其中Nav1.7蛋白可以向脊髓和大脑传递痛感，与各种疼痛疾病有关，Nav1.7也成为治疗慢性疼痛的潜在靶点之一。在靶向Nav1.7创新治疗研发方面，包括葛兰素史克（GSK）、辉瑞（Pfizer）、渤健（Biogen）和基因泰克（Genentech）等公司曾进行过不同的尝试，但均未取得令人满意的结果。

近日，加州大学圣地亚哥分校（University of California San Diego）的一项最新研究显示：基于CRISPR技术的创新疗法可以有效地在小鼠中治疗三种类型的衰竭性疾病（debilitating disease）和慢性疼痛，具有取代阿片类药物的潜力。相关结果近日发表于期刊Science Translational Medicine上。

尽管该研究基于CRISPR系统，但并没有使用CRISPR系统直接编辑小鼠的致病基因；相反，研究中采取了CRISPR-Cas9系统的另外一种应用：表观基因组编辑（epigenome editing），这种方法不直接编辑致病基因，而是通过调节致病基因的表达，达到最终的治疗目的。

具体来说，研究人员设计了靶向Nav1.7基因的指导RNA（guided RNA），引导Cas9酶精准的找到Nav1.7基因。研究人员使用了失活的Cas9酶，因此在Cas9酶与靶标基因结合后，只会包裹住靶标基因，并不对其进行直接的基因编辑，但同样可以有效降低靶标基因的表达。此外，研究人员还使用了一种盒状蛋白质结构，KRAB结构域，进一步加强对靶标基因转录的抑制。

研究人员将指导RNA、失活Cas9酶的编码序列以及KRAB结构域编码整合到腺相关病毒（AAV）载体中，将这一创新基因疗法注射进小鼠模型的脊椎。实验结果显示，可以预防和治疗三种不同类型的疼痛，包括化疗引起的慢性疼痛。

▲ 使用KRAB-dCas9，通过鞘内给药途径，可抑制Nav1.7的表达（图片来源：参考资料1）

Ana Moreno博士是该研究的第一作者，同时也是Navega Therapeutics公司的创始人。Navega公司希望基于现有结果，最终可以将该疗法推向临床阶段。Navega公司并不是唯一一家研发靶向Nav1.7疗法的公司。Vertex公司同样在研发一种靶向Nav1.7的小分子抑制剂，目前正处于2期临床阶段。

表观基因组编辑不会像基因编辑方法那样永久改变靶标基因，也不会因为引入DNA双链断裂而带来其他潜在风险，因此受到越来越多的关注。去年8月，Sangamo Therapeutics公司宣布与诺华（Novartis）公司达成合作，将共同开发和商业化创新基因调控疗法，治疗自闭症谱系障碍（ASD）及其他多种神经发育障碍。这项合作将利用Sangamo公司的专有的锌指蛋白转录因子（ZFP-TF）技术，通过上调或激活神经发育障碍中某些表达不充分的关键基因达到预期的治疗效果。

参考资料：

[1] Ana M. Moreno et al. (2021) Long-lasting analgesia via targeted in situ repression of NaV1.7 in mice. Science Translational Medicine. DOI: 10.1126/scitranslmed.aay9056

[2] Can a CRISPR startup succeed where Pfizer, GlaxoSmithKline, Biogen and Genentech failed and cure chronic pain? Retrieved 17 March, 2021，from：https://endpts.com/can-a-crispr-startup-succeed-where-pfizer-glaxosmithkline-biogen-and-genentech-failed-and-cure-chronic-pain/