乙肝CRISPRCas9領域和開發特點及需要克服的問題

近期,小番健康詳細介紹了CRISPR/Cas9工具在乙肝藥物開發領域的前景,因為科學家發現乙肝病毒感染主要侷限在單個器官即肝臟,達到高滴度的非整合載體。如腺相關病毒(AAV)載體或腺病毒載體,它們可能是直接或重複遞送合適工具,CRISPR/Cas9核酸酶系統在不斷探索中,可能隨著時間拖移實現HBV清除。

乙肝CRISPRCas9領域和開發特點及需要克服的問題

2020年諾貝爾化學獎:Emmanuelle Charpentier、Jennifer A。 Doudna,因發明該技術而獲獎

乙肝CRISPR/Cas9研究,這個研究領域,還需要解決哪些問題?

HBV難以根除,最主要原因在於核遊離型cccDNA具有內在穩定性,它作為所有乙肝病毒蛋白表達的轉錄模板,阻止了當前抗病毒藥物實現HBV根除。所以,科學家認為,應該設計開發以消除cccDNA為目標的方法,才是治癒HBV感染的關鍵。

未來要想實現治癒HBV感染或至少實現功能性治癒HBV,以目前藥物開發進展和全球HBV領域科學家觀點,應當是組合使用不同機制抗病毒藥物。在直接靶向和有效滅活cccDNA技術開發方向,尤其是體外工程設計核酸酶,以三種技術比較具有代表性,如ZFN、TALEN或CRISPR/Cas9,它們可能是新型HBV特異性組合方法的有希望組合部分。

乙肝CRISPRCas9領域和開發特點及需要克服的問題

實際上,全球已在各種HBV模型系統中,證明了ZFNs、TALENs或CRISPR/Cas9的抗病毒作用。目前看來,RNA引導的CRISPR/Cas9核酸酶系統比較具有吸引力,因為Cas9可以靶向乙肝病毒基因組序列生成新的引導RNA,實現這一結果要比費時費力地構建目標特異性ZFN或TALEN快許多。

另外,在這個研究領域中,科學家發現透過提供多個指導序列,CRISPR/Cas系統允許透過同時編輯多個目標位點,來進行多重基因組工程,在某些情況下,可能需要一個優勢來定量消除永續性病毒。此前,小番健康也曾經介紹這一研究領域主要面臨的是脫靶效應,因為科學家在研究CRISPR/Cas9系統過程中發現,引導RNA將Cas9核酸酶,靶向特定基因組位點時,可能會受到多次脫靶切割的阻礙。

乙肝CRISPRCas9領域和開發特點及需要克服的問題

因此,這一技術問題也在以往該領域研究中,極大限制了在人類中應用Cas9介導的基因修飾。乙肝病毒是一種有著顯著遺傳多樣性的常見病毒之一,因此,科學家在使用定製的設計核酸酶,來根除HBV cccDNA時會變得十分複雜。

所以,對於CRISPR/Cas9藥物設計者而言,這種潛在直接靶向cccDNA方法是具有相當吸引力的,如果想要把這項技術推向臨床研究,不但需要確定合適的Cas9靶位點,而且可能還需要確定在各種乙肝病毒基因型之間最大程度保守的病毒特異性序列。

乙肝CRISPRCas9領域和開發特點及需要克服的問題

小番健康結語:從HBV開發趨勢和研究資料來看,CRISPR/Cas9技術可能成為根除HBV感染者的遊離性和整合型HBVDNA的先進組合方法的重要組成部分。科學家若可以解決以上技術問題,這種靶向cccDNA潛在方法就有望產生候選藥物,並進入臨床開發階段。