尽管第一个CRISPR药物Casgevy是由VertexPharmaceuticals和CRISPRTherapeutics开发的CRISPR-Cas9疗法，以前称为exa-cel，在英国被批准用于治疗镰状细胞病，但对改进基因编辑器的探索还远未结束。

为了最大限度地减少脱靶效应，武汉大学的研究人员使用“变压器”碱基编辑器(tBE)测试了一种新的基因编辑方法，以优化Casgevy用于治疗镰状细胞病和其他β-血红蛋白病(如β-地中海贫血)的相同治疗策略。tBE具有“类似保险丝”的机制，可导致编辑器在执行编辑时关闭，从而允许进行目标编辑，同时显着减少脱靶编辑。Casgevy使用tBE进行基因编辑方法，导致无法检测到的脱靶效应和携带编辑的持久造血干细胞(HSC)，这证明了治疗β-血红蛋白病的安全有效的策略。

同行评审的研究文章“HBG启动子的碱基编辑诱导有效的胎儿血红蛋白表达，在人类HSC中没有可检测到的脱靶突变”发表在《CellStemCell》上。

β-血红蛋白病的tBE

血红蛋白亚基β(HBB)基因位点突变可通过抑制β-珠蛋白的产生来损害成人血红蛋白(HbA)水平，是β-血红蛋白病的常见原因。有多种基因编辑策略可用于修复β-珠蛋白生成受损。一种策略是通过恢复γ-珠蛋白表达，用造血干细胞/祖细胞(HSPC)中的胎儿血红蛋白(HbF)水平替代HbA水平，γ-珠蛋白表达在整个发育过程中受到严格调控，并在出生后不久被与其启动子结合的阻遏物所抑制。区域，达到治疗水平。

BCL11转录因子A(BCL11A)和含有锌指和BTB结构域的7A(ZBTB7A)是γ-珠蛋白基因表达的两个主要抑制因子，负责其沉默。突变这些位于HBG基因座调节区的结合基序是重新激活γ-珠蛋白表达的一种方法。Casgevy通过应用Cas9核酸酶干扰HSPC中的阻遏蛋白结合基序来实现这一点，该基序依赖于产生双链断裂，从而在HSPC中带来DNA损伤反应和细胞毒性的风险。

胞嘧啶或腺嘌呤碱基编辑器(CBE或ABE)可以将C碱基更改为T或A碱基更改为G碱基更改，而不生成DSB。先前的研究使用针对调节基序的碱基编辑器成功诱导了γ-珠蛋白表达。然而，在分析脱靶事件时，CBE和ABE都引发了高脱靶活动，引发了强烈的安全担忧。

武汉大学的研究人员直接将HSPC中用于HbF诱导的tBE编辑与使用Cas9核酸酶或常规碱基编辑器(例如hA3A-BE3、BE4max、CE1048-1063-CBE和A3A(N57Q)-BE3)的其他临床或临床前编辑策略进行比较。为了将tBE递送至细胞，研究人员选择了使用等渗溶液的mRNA递送方法，而不是电穿孔，因为电穿孔会影响递送效率和细胞健康。与其他方法相比，tBE修饰的BCL11A结合基序诱导了比其他方法更高的HbF水平，并且编辑在重新填充的干细胞中持续存在。体外和细胞结合测定表明，tBE生成的TGATTA基序完全消除了其与BCL11A的相互作用。DNA和RNA谱在tBE编辑的细胞中没有检测到脱靶突变。

这项研究表明，对HBG1/2启动子内的BCL11A结合位点进行基于tBE的编辑是在人类HSC中再次打开HbF的强大且非常有效的方法。它还表明，可以递送几乎没有脱靶活性的mRNA，这是推进自体HSC中tBE临床开发的强有力理由，作为治疗β-血红蛋白病的可能方法。

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