基因编辑技术再获突破！刘如谦合作团队为耳聋者带来福音|基因编辑

来源：学术经纬

基因编辑领域的顶尖学者、Broad研究所的刘如谦（David Liu）教授与哈佛医学院专注于耳鼻喉科研究的Jeffrey Holt教授合作，近日在《科学》子刊发表一项新成果，为众多遗传性耳聋患者带来一种潜在治疗策略。

他们利用新颖的单碱基编辑技术，在小鼠内耳中成功修正了导致耳聋的一种基因错误，让小鼠恢复部分听力。研究人员相信，这种方法经过进一步完善，也将有助于提高耳聋患者的听力。

值得一提的是，这是利用基因组编辑技术修复隐性致病突变的首个成功例子。

▲这项研究获得了《科学》官网的推荐（图片来源：Science截图）

听力丧失虽不致命，给生活和社会的影响却是巨大的。人工耳蜗等技术设备可以起到一定帮助，但对于患者来说，引起耳聋的根本问题并没解决。在双耳失聪的人群中，大约有半数是基因突变造成的。近年来，基因编辑工具的问世，为这些遗传性耳聋患者从根源上带来了治疗希望。

编码跨膜通道样蛋白1（TMC1）的基因发生突变，是导致耳聋的一个常见原因。两年前，刘如谦教授的研究团队做出了一项突破，他们用基于CRISPR-Cas9基因编辑的方法，在小鼠中修复了Tmc1的一种显性致病突变，从而延缓小鼠的听力丧失。

所谓的显性致病突变，指基因的两个副本中只有一个出错就引起遗传病。在这种情况下，把有问题的基因副本“擦除”，而让好的那个副本发挥作用，就可能起到治疗效果。

▲基因编辑大牛刘如谦教授（图片来源：Harvard University）

然而，“大多数遗传病不是由显性突变引起，而是由隐性突变引起，包括大多数遗传性听力损失。”刘如谦教授说道。隐形致病突变，意味着来自父母双方的基因副本两个都有问题。因此，不能只是“擦除”有问题的基因，而需要对至少一个基因副本做出“修正”，恢复它们的正常功能。

在此次的新研究中，科学家们希望修复Tmc1隐性致病突变。这种突变与正常版本仅仅只有一个氨基酸的差别，却足以导致内耳的毛细胞迅速退化，无法有效地把声音信号转变为神经细胞发送给大脑，于是引起听力下降。

为了达到修复基因的目的，这项研究的共同第一作者Wei-His Yeh博士与同事们首先开发并优化了一款单碱基编辑器。传统的CRISPR在基因组上进行剪切，单碱基编辑器则不一样，可以在不切断双链DNA的情况下，对DNA进行单碱基转换。

由于单碱基编辑器较大，不适用于常用的腺相关病毒（AAV）载体，研究人员为此设计了一种巧妙的双载体递送方式：将单碱基编辑器分为两半，用两个AAV包装。当它们进入同一个细胞后，两半再次组合，前往DNA链寻找编辑目标。

这种递送方式听起来复杂，但实际证明行之有效，更关键的是，对DNA很少造成不必要的删除或插入。刘如谦教授说：“我们几乎没有看到任何脱靶编辑的证据。”

▲小鼠耳蜗中，绿色的这些细胞转入了修复的Tmc1基因（图片来源：参考资料[2]；Credit： Olga Shubina-Oleinik， Boston Children‘s Hospital）

研究人员先在培养皿中验证，这款基于双AAV载体的单碱基编辑系统可以有效修正Tmc1隐性致病突变。接着，他们给Tmc1基因突变的小鼠测试了这种方法的治疗潜力。在小鼠出生一天后，他们将基因编辑系统注入小鼠的内耳。

这种治疗挽救了小鼠内耳中的毛细胞。研究人员欣喜地观察到，经过基因编辑的动物，内耳中具有外形完好的毛细胞，而且还能检测到这些毛细胞的信号传导。

▲双AAV递送的单碱基编辑器让Tmc1突变小鼠的内耳拥有了形态正常的毛细胞（图片来源：参考资料[1]）

那么，这些毛细胞能帮小鼠恢复听力吗？Yeh博士说她做了一项非正式的测试：一拍手，原本完全丧失听力的小鼠跳了起来，转头看向她——它们听到了！当然，研究人员也做了正式测试，脑电波显示，遗传性耳聋小鼠在接受治疗4周后，能对低至60分贝的声音有反应，相比之下，没有接受过治疗的小鼠对高达110分贝的噪音都没有反应。

研究人员表示，他们将继续改善这种基因疗法，让接受治疗的小鼠能进一步像正常小鼠一样，听到更轻的声音，并让这种听力改善的效果可以保持得更久。

研究人员总结说，这些结果“支持进一步发展基因编辑技术，以纠正造成遗传疾病（包括遗传性耳聋）的点突变”。我们期待科学家们的努力，为更多的患者带来福音。