CRISPR 基因编辑能够治愈糖尿病吗?_详细解读_最新资讯_热点事件

来源:互联网 作者:未知 发布时间:2020-05-12 12:00
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编者按:一部分糖尿病患者曾寄希望于接受产生胰岛素的细胞的组织移植来治愈糖尿病,但效果并不显著。当前,科学家们希望可以利用CRISPR技术对细胞进行编辑,从而为治疗糖尿病提供新的方法。尽管科学界在为患者的康复不断努力,但即使作为健康的普通人,日常生活中最好也要控制糖类的摄入。本文译自medium,文章作者Emily Mullin,原文标题Scientists Are Trying to Reverse Diabetes With Gene Editing。

图片来源:Jonathan Knowles/Getty Images

上世纪90年代,一些1型糖尿病(胰岛素依赖型糖尿病)患者接受了实验性治疗,希望能治愈他们的疾病。他们接受了含有最近去世的人身上产生胰岛素的细胞的组织移植。希望供体组织中的细胞可以弥补患者的缺陷。

这些产生胰岛素的细胞被称为β细胞,在美国有超过3400万糖尿病患者,约占总人口的10%,这些患者的β细胞存在受损或耗尽的情况。β细胞通常会产生并释放胰岛素,这是一种调节血糖的激素。而没有这些细胞的糖尿病患者需要定期服用胰岛素。

移植手术成功了——至少暂时成功了。一些患者不再需要定期注射胰岛素,但效果在几个月或几年后就消失了。同时,患者还需要严格服用免疫抑制药物,这样他们的身体才不会排斥移植的组织。

虽然这种疗法并不理想,但科学家们并没有放弃使用β细胞治疗糖尿病的想法。现在,他们认为CRISPR可以改进这个想法。

圣路易斯华盛顿大学(Washington University in St. Louis)的研究人员最近利用基因编辑技术CRISPR对糖尿病患者的干细胞进行了小小的修正,将其转化为功能完整的β细胞。将编辑好的细胞转移到患有糖尿病的小鼠体内后,小鼠的血糖恢复正常。研究结果发表在4月22日的《科学转化医学》(Science Translational Medicine)杂志上。

虽然这项研究是用一种罕见的糖尿病患者的细胞完成的,但作者认为这种方法最终可以用于治疗1型和2型糖尿病(成人发病型糖尿病)。

医学和生物医学工程助理教授Jeffrey Millman告诉OneZero说:“我们能够在一周左右的时间内逆转小鼠的血糖水平。”几年前,Millman和他的同事们发现了如何将人类干细胞转化为制造胰岛素的胰腺细胞。

在这项新研究中,Millman和他的同事们与华盛顿大学医学中心内分泌学家Fumihiko Urano博士合作。Urano博士是一种罕见的糖尿病——沃尔夫勒姆综合症(Wolfram syndrome)领域的专家,这种疾病会导致儿童糖尿病和耳聋。Urano从一名患有这种疾病的病人身上提取了皮肤细胞,用它们制成了一种干细胞,这种干细胞可以转变成人体中的任何一种细胞,被称为诱导多能干细胞。通过使用CRISPR技术对这些干细胞的改造,他们纠正了导致疾病的基因突变。然后,他们将修正后的干细胞转化为胰腺细胞,并将其注射到小鼠体内。一周后,这些动物的血糖水平恢复正常,并在整个六个月的监测期内一直保持正常。

研究结果令人鼓舞,但仍存在一些问题,例如如何将这种技术应用在糖尿病患者身上。首先,科学家们还不知道注入修正过的细胞的最佳位置。在之前的一些使用捐赠者细胞的临床试验中,医生曾尝试将细胞注入皮下,但效果不太好。

另一个问题是,科学家需要产生大量的细胞来治疗病人。Millman说,这可能需要大约10亿个细胞。这可能是一个漫长的过程,需要几个月甚至一年的时间。

接下来的问题是如何用这种方法来治疗1型和2型糖尿病,而不是像Millman和他的团队所研究的罕见型糖尿病。这将取决于患者接受基因测试,以便医生能够识别导致他们患糖尿病的基因突变。Millman表示:“已经有几十种突变被证实与1型和2型糖尿病风险增加有关。”他说,在未来,CRISPR可以用来纠正这些病人的某些细胞突变。

但与沃尔夫勒姆综合症(由单一基因突变引起)不同的是,绝大多数糖尿病病例是由遗传和环境因素共同造成的。因此,为了修正这些病人的细胞,还需要进行更多的研究。

如果治疗成功,这将成为糖尿病的新型和长期治疗方法,因为这种方法使用病人自己的细胞,它将使接受移植者免于服用免疫抑制药物的需要,同时还可以避免由糖尿病引起的潜在的严重健康并发症,如神经和肾脏损害、肥胖、心脏病发作以及中风。但是,由于生成细胞的过程需要针对个别患者进行定制——这是一项非常耗时的工作——因此很难为每个糖尿病患者制造出这些细胞。

另外,这也是一种结合了两种实验技术的复杂治疗方法。去年12月,美国首个使用诱导多功能干细胞的临床试验刚刚开始,使用CRISPR技术对人体进行研究仍处于早期阶段。

尽管存在技术障碍,但利用CRISPR编辑干细胞的想法已经吸引了生物技术公司的兴趣。例如,CRISPR Therapeutics公司与ViaCyte公司合作开发了一种基因编辑的糖尿病干细胞疗法。但与华盛顿大学正在进行的研究不同的是,他们的方法使用了来自人类细胞系的干细胞,这种干细胞可以无限地生长,而不是来自希望接受治疗的病人。这种方法不需要修正导致个体糖尿病的不同基因突变,因此可以更快地扩大规模。

为了确保移植的细胞不会被身体排斥,这些公司正在用CRISPR对它们进行再编辑,以逃避人体免疫系统的检测。不过到目前为止,这种疗法还没有在人体上进行测试。

尽管CRISPR编辑的干细胞不太可能很快取代胰岛素,但我想我们可以在几年内看到它们的首次人体试验。

译者:喜汤