一群意大利科学家在医学领域取得了突破性的进展,预示着治疗方法的重大变革。他们成功地通过非DNA修改的方式沉默了一个与高胆固醇相关的基因。在对老鼠进行的实验中,这种基因沉默效果持续了一年,相当于人类寿命的一半。这项研究表明,未来可能通过一次性治疗永久解决慢性健康问题。相关研究已于本周三在《自然》杂志上发表,这是科学界的权威刊物。
DNA可以被视为一本包含30亿个化学字母的书,为细胞功能提供指令。这本书被分成不同的章节——基因——其中包含制造生命所需蛋白质的配方,如软骨中的胶原蛋白、血液中的血红蛋白和抗病原体的抗体。PCSK9基因负责生成一种与高水平坏胆固醇相关的蛋白质。美国Verve治疗公司于11月12日宣布,他们通过编辑12名患有先天性高胆固醇血症患者的肝细胞DNA,使其PCSK9基因失活,成功将胆固醇水平降低了一半。这种实验性基因疗法VERVE-101是首个在患者体内直接使用CRISPR基因编辑工具的疗法。
然而,意大利研究团队采取了不同的策略。他们没有改变DNA,而是进行了表观遗传修饰。米兰圣拉斐尔基因治疗研究所的安吉洛·隆巴多博士及其团队通过向肝细胞DNA中添加小分子,成功抑制了坏胆固醇基因的表达。隆巴多表示:“这是首次证明使用表观遗传编辑器的单次治疗可以使基因稳定沉默。”
隆巴多认为,许多疾病可以通过表观遗传编辑来治疗。他提到肝脏疾病如乙型肝炎是由一种将遗传物质嵌入人体细胞的病毒引起的。他补充说:“在癌症治疗方面,我们和其他的团队正在使用表观遗传编辑来沉默T淋巴细胞中的多个基因,以增强其抗肿瘤能力。”
2021年,隆巴多与美国同事共同创立了Chroma Medicine公司,旨在通过表观遗传编辑“彻底改变疾病治疗”。这家公司总部位于波士顿和米兰,获得了约1.15亿欧元的融资。公司的联合创始人之一是哈佛大学的化学家David Liu,他开发了CRISPR基因工程工具,如碱基编辑器,能够在DNA中替换字母。Verve Therapeutics使用这种技术使最初10名患者的坏胆固醇基因失活。
隆巴多认为,表观遗传编辑比直接修改DNA更具优势。“它不会导致基因组断裂,这可能是有害的,并且可以通过药物或其他表观遗传编辑策略来逆转基因沉默。”他强调,这种疗法仍在实验阶段,需要在其他动物如猴子身上进行测试,以验证其治疗潜力,但他相信在人体临床试验中应用“不会太遥远”。
未参与此研究的表观遗传学专家马内尔·埃斯特勒对这项研究表示赞赏。他说:“有趣的是,这些修饰似乎随着时间保持稳定,即使在肝细胞分裂时也是如此。”虽然这种持续存在的机制尚不清楚,但如果这些发现能在其他动物实验和人体试验中得到验证,这可能意味着一次性治疗就能解决基因缺陷或过量问题。埃斯特勒指出,目前已有九种表观遗传药物被批准用于肿瘤治疗,他是西班牙巴塞罗那巴达洛纳镇Josep Carreras白血病研究所的主任。一个月前,他的团队发现了“能够预测表观遗传治疗对患者是否有效的因素”。