治療罕見疾病 — 3

但經過改良後，修復可以更精確地聚焦。利用鹼基編輯（圖8.2），不再是雙股DNA斷裂，而是切割單股DNA，使得單一鹼基對的改變成為可能，例如將A轉為G，或C轉為A。更具多功能性的單股編輯結合了一種稱為逆轉錄酶的酶和一種prime editing導向RNA，能直接將編輯後的資訊複製到目標DNA位點，Verve Therapeutics即採用此技術。Broad研究所的David Liu將其比喻為文字處理器：「它允許研究人員將任何字母轉換成其他字母，並刪除或插入數十個鹼基對長度的序列。理論上，它可以修正約90%的已知致病突變。」這些具備增強且非破壞性修復能力的DNA編輯器被稱為CRISPR 2.0。它們還包括用於大範圍缺失（CRISPR-Cas 3）和插入（CRISPR相關轉座酶）的新興編輯工具，以及RNA和表觀遺傳編輯器（圖8.2）。另一項來自自然的發現是「橋接RNA」分子，一組可編程的重組酶，能精確編輯長DNA序列。

圖8.2。CRISPR 2.0。上圖為鹼基編輯，透過單股DNA切口及目標鹼基對的替換。下圖為prime editing，透過單股DNA切口及DNA序列的插入。改編自Joy Wang等人，「CRISPR技術：基因組編輯十年僅是開始」，Science 379卷，第6629期（2023年1月）：eadd8643，https://doi.org/10.1126/science.add8643。

2023年底，距CRISPR發現剛好十多年後，英國和美國批准了基因組編輯用於治療鐮刀型貧血的重大里程碑療法Casgevy，該療法可緩解影響約十萬美國人（多為非裔美國人）的嚴重鐮刀型危機。英國亦批准CRISPR編輯用於β-地中海貧血，顯著減少輸血需求。對這兩種疾病，先前已大量使用CRISPR 1.0進行預備，展示一種破壞性替代策略，並非修復血紅蛋白基因中的遺傳缺陷（簡單的T對A突變），而是針對名為BCL11A的基因以恢復胎兒血紅蛋白的產生。CRISPR治療後胎兒血紅蛋白的顯著且持久上升，正是能為鐮刀型貧血和β-地中海貧血提供根治療法的關鍵。

但這是一種極為複雜的治療，患者須先接受血液造血幹細胞的採集，使用分離機將血液細胞分離成不同成分，過程需數小時，且常需後續輸血。接著施以化療以清除骨髓（可能導致不孕），以便最終用患者編輯過的幹細胞補充。此舉會急劇降低患者白血球數量，需在無菌環境下住院數週至數月。最後，將經CRISPR-Cas9（透過電穿孔）完全暴露的患者血液幹細胞輸回體內，但患者必須留院直到免疫系統恢復。