A Universal Prime Editing Strategy for Locus-Specific Correction of Multiple Splice-Site Mutations
这项研究表明，单一的 DNA 先导编辑系统可以同时纠正血友病相关基因中多个不同的 5′ 剪接位点突变，成功恢复功能性蛋白质的表达和凝血活性。
原始论文采用 CC BY 4.0 许可（https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/）。 这是一篇未经同行评审的预印本的AI生成解释。这不是医疗建议。请勿根据此内容做出健康决定。 阅读完整免责声明
人体依靠一套复杂的指令来构建维持血液正常流动的蛋白质。这些指令存储在 DNA 中，但在制造蛋白质之前，细胞必须先将 DNA 复制成一个被称为 RNA 的工作模板。这种 RNA 副本通常包含需要被剪切掉的额外部分，并将剩余部分按正确顺序粘合在一起，这个过程被称为剪接。如果“剪刀”没能找准位置，或者把错误的片段粘在一起，最终的蛋白质可能会损坏或完全缺失。这类错误是导致遗传性疾病（包括血友病，一种血液无法正常凝固的疾病）的常见原因。几十年来，科学家们一直难以修复这些特定的切割错误，因为这些指令往往深埋在 DNA 深处，而以往的基因编辑工具要么过于粗糙，容易损伤周围的代码，要么过于专一，需要为每一位患者制定独特的修复方案。
费拉拉大学的一个研究小组现在展示了一种利用被称为“先导编辑”（prime editing）的技术来修复这些损坏指令的新方法。先导编辑并不像切割 DNA 双链那样会导致危险的错误，而是像一个精确的文字处理器，能够找到特定的拼写错误并进行重写，而无需破坏整个页面。研究人员专注于一组破坏剪接“启动”信号的突变，这些突变会导致细胞跳过关键的代码部分。他们测试了是否可以使用一个精心设计的单一引导程序，来修复导致血友病 A 和 B 基因中多种不同版本的此类错误。他们的工作表明，使用一种通用的工具来纠正同一位置的多种不同突变是可行的，从而恢复功能性凝血蛋白的产生。
研究人员首先在培养皿中生长的真人细胞内创建了一个问题模型。他们植入了凝血因子的遗传序列，但其中带有模拟重症血友病患者所见突变的特定错误。在这些细胞中，剪接机制完全失效，跳过了必要的遗传部分，导致无法产生有效的蛋白质。随后，团队引入了由分子搜索引擎和修复模板组成的先导编辑系统。他们设计了一个单一的引导 RNA，可以靶向错误发生的特定位置，并携带正确的遗传代码版本。当系统找到目标时，它会对 DNA 进行一次微小的切口（nick），并利用模板覆盖错误，有效地重写指令，使细胞能够再次识别该部分。
结果显示，这种方法在多种不同的突变中均有效。在携带血友病 A 基因错误的细胞中，该疗法恢复了约 7% 的正确剪接模式。对于血友病 B，在某些情况下改善更为显著，高达 50% 的信息得到了纠正。虽然这些数字看起来可能很小，但研究人员指出，即使是部分的恢复对于这种疾病也具有重要意义。在血友病中，将凝血因子的水平从零提升到仅百分之几，就可以将一种发生自发性出血的严重状况转变为仅在受伤后出血的轻症。经过纠正的细胞开始产生缺失的凝血蛋白，而且这些蛋白质不仅存在，而且具有功能，能够在实验室测试中帮助血液凝固。
为了确保研究结果的稳健性，团队创建了永久携带遗传指令的稳定细胞系，以模拟长期治疗的情景。在这些细胞中，先导编辑系统再次成功恢复了凝血因子的产生。恢复的功能性蛋白水平达到了健康个体水平的 10% 到 27%。至关重要的是，研究人员发现纠正后的遗传信息量与产生的有效蛋白量之间存在直接联系。这种一致性表明，修复正是按照 DNA 层面的预期精确进行的，而非通过随机或临时的修复。研究还强调，所使用的特定版本的编辑工具非常重要；某些突变位于需要更灵活版本的编辑器才能触及的区域，使用这些先进工具提高了成功率。
研究结论认为，这一策略为目前需要个性化疗法的广泛患者群体提供了一条潜在的通用治疗路径。通过使用单一的引导 RNA 来纠正同一遗传位置的多种不同错误，该方法可以简化针对剪接相关疾病治愈方案的开发。研究人员强调，尽管这项工作是在细胞层面而非人体内完成的，但能够将功能性蛋白水平恢复到能显著降低疾病严重程度的范围，是向前迈出的充满希望的一步。这种方法避免了切断 DNA 双链带来的风险，并提供了一种利用单一、经过验证的产品来治疗广泛患者群体的途径，使该领域离彻底治愈这些遗传性疾病的目标又近了一步。
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