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2022．12
上帝的手術刀：CRISPR實現精準基因療法
▍基因編輯大躍進
目前已知的罕見疾病中，近八成是由基因遺傳所導致，當基因發生突變，使蛋白質表達量過多或是過少，甚至產生變異蛋白質，帶給患者身體負擔外，更牽動龐大的經濟壓力。在經歷二十多年的成功與失敗之後，曾經的承諾－細胞和基因療法－終於成為現實。從一開始的人類基因體解碼開始，科學家們藉由得來不易的資料庫針對疾病進行研究，直到現在終於有一些通過臨床試驗的治療方法來改善患者的生活。
▍精準治療的幕後推手—CRISPR
3.利用能夠表達Cas9與gRNA的腺病毒（Adeno-Associated Virus）作為載體，直接注射到患部進行基因修復。美國Editas Medicine 開發的 EDIT-101就是運用這項技術，在視網膜下感光細胞的位置進行注射，修復CEP290基因的IVS26突變，修正LCA10（Leber congenital amaurosis type 10）病患的視網膜感光功能，改善部分患者的視力。
▍站在CRISPR巨人的肩膀上
大型的基因體計畫需要歷經好多年的時間同時消耗很多經費，根據National Human Genome Research Institute的調查指出，一個研究案件使用CRISPR來增加target mutation，相較於zinc finger nucleases (ZFNs)或transcription activator-like effector nucleases (TALENs) 擁有六倍的效率，因CRISPR的技術演進跟越來越容易取得的guide RNA。但真的走到臨床測試之前，科學家需要建立功能差異的細胞篩選平台、模式動物才能找到有潛力的治療標的物與其功能性探討，必須耗費時間與研究成本。Synthego專注克服CRISPR的困難，智慧設計高效率編輯序列、嘗試超過300種以上的RNP投遞方法，打造出獨一無二、史上最快的CRISPR cell clone建立平台，成功達到KO或KI的細胞株種類超過450種與iPS細胞株，物種包含：human、mouse、rat、swine、monkey，並接受客戶提供細胞。Synthego還有對應基礎到臨床都可適應的高品質sgRNA，讓你在研究的路上不需要更換供應商，省去面臨材料品質變化的風險，以可重複驗證的實驗、可靠的數據順利申請案件。
參考文獻
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目前已知的罕見疾病中，近八成是由基因遺傳所導致，當基因發生突變，使蛋白質表達量過多或是過少，甚至產生變異蛋白質，帶給患者身體負擔外，更牽動龐大的經濟壓力。在經歷二十多年的成功與失敗之後，曾經的承諾－細胞和基因療法－終於成為現實。從一開始的人類基因體解碼開始，科學家們藉由得來不易的資料庫針對疾病進行研究，直到現在終於有一些通過臨床試驗的治療方法來改善患者的生活。
▍精準治療的幕後推手—CRISPR
科學家從細菌免疫系統中得到的靈感：CRISPR（Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats）基因編輯技術，雖然2012年才有開始運用這個技術進，僅經過十年的光陰，CRISPR已運用在基因改造植物來提升產量或抗病能力，對於癌症、自體免疫跟罕見及遺傳疾病的基礎研究中證實使用CRISPR-Cas9及sgRNA來進行精準編輯是很有效的。
CRISPR可以從疾病的根源開始修正，大致分為將細胞取出做基因修改再放回體內的Ex vivo，或是直接將CRIPSR組合注射於欲進行基因修改之組織部分的in vivo，目前在國際上已有許多範例走到臨床試驗的第一、二期，甚至於今年的到FDA的許可、即將上市：
1.自病患體內分離出幹細胞，使用CRISPR-Cas9進行編輯後再送回病患體內進行治療。CRISPR Therapeutics和Vertex Pharmaceuticals（Vertex）這兩家公司合作開發的CTX001就是運用這個技術編輯胎兒血紅素（Foetal Haemoglobin），針對地中海型貧血（dependent beta-thalassemia）與鐮刀型貧血（sickle cell disease）進行治療。
2.將針對目標蛋白基因的sgRNA與具有剪切功能的Cas9以脂質奈米顆粒（Lipid Nano-Particle）包覆，透過靜脈注射進入患者體內再被肝臟細胞攝取。這項治療技術由諾貝爾化學獎得主之一的Jennifer Doudna與美國Regeneron生技公司共同創立Intellia Therapeutics生技公司，透過與倫敦大學國家澱粉變性中心合作研發出NTLA-2001，可以剔除TTR（transthyretin）基因突變位點，減少病患血清內TTR蛋白含量，降低心肌病變或多發性神經疾病發生機率。
3.利用能夠表達Cas9與gRNA的腺病毒（Adeno-Associated Virus）作為載體，直接注射到患部進行基因修復。美國Editas Medicine 開發的 EDIT-101就是運用這項技術，在視網膜下感光細胞的位置進行注射，修復CEP290基因的IVS26突變，修正LCA10（Leber congenital amaurosis type 10）病患的視網膜感光功能，改善部分患者的視力。
▍站在CRISPR巨人的肩膀上
大型的基因體計畫需要歷經好多年的時間同時消耗很多經費，根據National Human Genome Research Institute的調查指出，一個研究案件使用CRISPR來增加target mutation，相較於zinc finger nucleases (ZFNs)或transcription activator-like effector nucleases (TALENs) 擁有六倍的效率，因CRISPR的技術演進跟越來越容易取得的guide RNA。但真的走到臨床測試之前，科學家需要建立功能差異的細胞篩選平台、模式動物才能找到有潛力的治療標的物與其功能性探討，必須耗費時間與研究成本。Synthego專注克服CRISPR的困難，智慧設計高效率編輯序列、嘗試超過300種以上的RNP投遞方法，打造出獨一無二、史上最快的CRISPR cell clone建立平台，成功達到KO或KI的細胞株種類超過450種與iPS細胞株，物種包含：human、mouse、rat、swine、monkey，並接受客戶提供細胞。Synthego還有對應基礎到臨床都可適應的高品質sgRNA，讓你在研究的路上不需要更換供應商，省去面臨材料品質變化的風險，以可重複驗證的實驗、可靠的數據順利申請案件。
參考文獻
- https://crisprmedicinenews.com/news/crispr-therapy-turns-a-corner-with-first-cures-in-sight/
- Gillmore, J. D. et al. CRISPR-Cas9 In Vivo Gene Editing for Transthyretin Amyloidosis. N Engl J Med 385, 493-502, doi:10.1056/NEJMoa2107454 (2021).
- Maeder, M. L. et al. Development of a gene-editing approach to restore vision loss in Leber congenital amaurosis type 10. Nat Med 25, 229-233, doi:10.1038/s41591-018-0327-9 (2019).
