罕見疾病或遺傳性的疾病，患者和家屬時常感到無望，因為市場不大，願意投資研究的資源也少，患者能有的治療選擇也少。其中，血液這種循環系統的疾病，若又是基因的問題，更是棘手。
鐮形血球貧血症
鐮形血球貧血症(sickle cell disease, SCD) 是一種遺傳性疾病，影響全世界百萬人口，大多為非洲裔，在美國約有十萬人受這種疾病困擾，在台灣則屬於罕見疾病。其原因為基因突變，紅血球變形成鐮刀型，堵塞血管，患者會有極激烈的疼痛感甚至死亡。現今的治療方式包含輸血或進行骨髓移植，有機會治癒。
CRISPR基因編輯治療臨床實驗
生醫人網摘之前報導過的CRISPR基因編輯技術，用在COVID-19檢測。CRISPR也是2020諾貝爾化學獎之一。這樣突破性的技術，現在有幾個美國的研究單位，包含UCBerkeley、UCSF，也是CRISPR得獎主之一Jennifer Doudna的研究團隊，共同研究用CRISPR技術來治療鐮形血球貧血症，修正導致這個疾病的缺陷基因，也就是突變的beta-globin基因，beta-globin同時也是在體內負責血紅素運輸的蛋白之一。這個由數個單位一起的研究，近日獲得美國FDA臨床實驗許可，相當振奮人心。相信對CRISPR技術的領航者Doudna而言，如果這個技術能夠普遍，讓需要的獲得幫助，是最開心不過的事。
體外基因編輯
事實上，在這次的臨床實驗之前，已經有其他應用CRISPR-Cas9的實驗 ，成功地把壓抑血紅素的胎兒血紅蛋白基因剃除，而這種基因正常在體內是不作用的；目前至少有三名案例，成功減低鐮形血球貧血症造成的疼痛。而現在要進行的新實驗，是要用CRISPR-Cas9 將基因敲入，替換有缺陷的beta-globin基因，目標是要產生正常、成人的紅血球細胞，期待能治療這個疾病。
這個技術需要取出患者自己的造血幹細胞，也就是骨髓細胞，取出後在體外做基因編輯。而留在體內的骨髓細胞，需要用化療來殺死它們，以空出一些空間給修復好、重新注入的幹細胞生長。
鐮形血球貧血症是因為beta-globin基因的DNA編碼改變。這個新的臨床實驗使用CRISPR-Cas9核酸酶，也就是一種完全地組合Cas9蛋白，引導RNA序列目標beta-globin基因有缺陷的區域，同時伴隨一個短序列替換來解碼適當的序列，藉由以正常的區段取代不正常的區段，刺激修復鐮刀型突變。使用這個方法，患者的血液幹細胞需先用電脈衝在細胞膜上產生孔洞。這些孔洞讓CRISPR-Cas9平台進入幹細胞，運行到細胞核(nuclei)來修正鐮刀型細胞突變。
基因組編輯的治療方式，目的是希望能修正足夠的突變幹細胞，如此，循環的血液中能有修正過的紅血球細胞。根據骨髓移植的經驗，科學家預測，大約需要修正20%的基因，才足以完成這個鐮形血球貧血症的治療。
CRISPR治療方式的未來
未來，科學家期待這種修正基因突變的治療，能在患者體內完成，也就是不需要將幹細胞移出，甚至也不需要毀壞患者的骨髓細胞。因為骨髓也會產生用來保護我們感染其他疾病的白血球細胞，毀壞白血球細胞會讓免疫變差，增加患者感染的機會或者甚至得到癌症。
以CRISPR為基礎的的治療方式會越來越多，對罕見疾病和遺傳病患者有非常大的幫助。基因編輯的治療方式真是讓人期待啊!你有想到什麼基因編輯相關的應用嗎?
文章參考: Berkeley News
