基因编辑相关最新研究进展（2022年12月）

【1】西湖大学马丽佳团队开发新型CRISPR脱靶和DNA易位检测工具

2022-12-15报道，2022年12月12日，西湖大学生命科学学院马丽佳团队在 Nature Communications 期刊发表了题为：PEAC-seq adopts Prime Editor to detect CRISPR off-target and DNA translocation 的研究论文。  该研究利用先导编辑（Prime Editor，PE）的序列插入能力，用Cas9代替PE中的Cas9n，与逆转录酶MMLV融合，开发了一种新型脱靶鉴定方法——PEAC-seq（Prime Editor Assisted off-target Characterization）。

PEAC-seq提供了一个全面和简化的策略来鉴定细胞和体内的CRISPR脱靶编辑，以及Cas9导致的DNA易位。这项技术进一步丰富了用于评估CRISPR在基础研究和临床应用中的遗传毒性的工具包。

【2】海洋所利用基因编辑技术获得优质抗虫的经济微藻新种质

2022-12-19报道，近日，中科院海洋所藻类生理过程与精准设计育种研究团队在基因编辑技术创制新种质研究方面取得新进展，获得了抗虫且油脂含量高的海洋硅藻--三角褐指藻（Phaeodactylum tricornutum）新种质，相关研究成果在国际生物技术领域TOP期刊Biotechnology for Biofuels and Bioproducts上发表。同时，该团队利用基因编辑技术敲除了三角褐指藻的隐花色素基因获得了高岩藻黄素含量的新种质，近期在藻类学期刊Algal Research上发表。

发表在Biotechnology for Biofuels and Bioproducts的研究论文第一作者为高山副研究员和周璐博士, 通讯作者为王广策研究员。发表在Algal Research的研究论文第一作者为硕士研究生杨文婷，通讯作者为高山副研究员和王广策研究员。研究得到了国家重点研发计划、山东省重点研发计划、国家藻类产业技术体系及国家自然科学基金等项目的资助。

【3】Theranostics: 寡核苷酸基因治疗(OGT)药物的特异性

2022-12-12报道，近日，来自ITMO大学的研究者们在Theranostics杂志上发表了题为“Specificity of oligonucleotide gene therapy (OGT) agents”的综述性文章，该综述总结了寡核苷酸基因治疗(OGT)药物的特异性。

在本研究中，研究者通过在体外、动物模型和临床研究中分析OGT杂交依赖的脱靶效应(HD OTE)来评估这个问题的规模。除脱氧核酶外，所有OGT试剂在体外都表现出HD OTE，最全面的证据表明siRNA和CRISPR/Cas9的特异性很差。

原文：doi: 10.7150/thno.77830.

【4】FDA要求Verve提供其碱基编辑治疗是否会遗传给后代的证据

2022-12-07报道，碱基编辑治疗公司 Verve Therapeutics 发布声明，FDA已暂停了其主要候选药物 Verve -101 的临床试验研究新药申请。

2022年12月5日，FDA向VerveTherapeutics公司发送了正式信函，阐述了暂停其碱基编辑疗法的原因，FDA希望Verve提供更多数据以减轻人们的担忧，包括患者编辑后的基因是否会遗传给子女。 FDA要求Verve提供更多关于人类细胞和非人类细胞之间的功效差异、种系编辑风险和非肝细胞类型的脱靶分析的临床前数据，以及在新西兰进行的人体临床试验的初步数据。此外，FDA还要求Verve在临床试验参与者中加入额外的避孕措施，并增加给药的间隔时长。 实际上，FDA提出的这些问题，也一直是Verve所关注的，2022年10月31日，Verve 在 Circulation 期刊发表论文，在非人灵长类动物中的实验数据证实了Verve-101疗法编辑PCSK9基因的安全性、有效性、持久性、耐受性，而且进一步证实了疗法不会影响生殖细胞。

【5】FDA批准多重碱基编辑CAR-T临床试验申请

2022-12-05报道，Beam Therapeutics宣布FDA已解除对其基于碱基编辑的CAR-T细胞疗法BEAM-201的临床搁置，批准了BEAM-201用于治疗复发/难治性T淋巴细胞白血病（T-ALL）和T淋巴母细胞淋巴瘤（T-LL）的IND申请。

Beam的首席执行官 John Evans 表示，FDA批准了BEAM-201的IND申请，对Beam和基因编辑领域来说是一个令人兴奋的时刻，因为它代表了一种多重碱基编辑的试验药物的首个IND批准。我们相信多重碱基编辑技术能够支持未来细胞治疗对高水平细胞工程的需求。结合四种重高效碱基编辑，BEAM-201有潜力对这些具有挑战性的T细胞肿瘤患者产生重大影响，这些患者当前缺乏创新的、新的治疗方案。我们很高兴获得这一许可，使我们能够将这种新药物推进到人体临床试验，期待在2023年提供该项目进一步更新。

BEAM-201是Beam Therapeutics开发的基于胞嘧啶碱基编辑（Cytosine Base Editor，CBE）的针对CD7靶点的四重碱基编辑CAR-T细胞疗法，该疗法专为同种异体CAR-T细胞而设计

【6】Nature子刊：哺乳动物细胞高通量基因编辑平台构建及碱基编辑AI预测模型方面获进展

2022-12-05报道，中国科学院天津工业生物技术研究所研究员王猛带领的高通量编辑与筛选平台实验室、研究员毕昌昊带领的合成生物技术实验室、研究员张学礼带领的微生物代谢工程实验室合作，首次建立了自动化的哺乳动物细胞高通量基因操作平台，能够在一周内实现上千个动物细胞样本的自动化编辑，编辑效率与手动操作效率相当。基于高通量平台获得的293T细胞大量原位基因组编辑数据，研究人员开发了机器学习模型（CAELM）来预测胞嘧啶碱基编辑器（BE4max）的性能。与基于慢病毒整合靶点的传统机器学习建模相比，本研究创新性地在模型构建中考虑了目标序列的真实染色体环境，结合编辑靶点序列信息进行机器学习，首次提出染色质可及性对编辑结果的影响权重相对于靶点序列是1/6。为了扩展CAELM预测的兼容性，使CAELM模型适用于更多类型的细胞及不同的CBE碱基编辑器，科研人员在追加的相对较小的不同细胞类型（HepG2）及碱基编辑器（hyA3A-BE4max和Anc-BE4max）的编辑数据集上，令模型进行进一步训练学习，扩展了CAELM的预测范围。该模型可以比现有模型更准确的预测细胞原位靶点的碱基编辑结果，并为准确预测人类或其他物种细胞碱基编辑结果的机器学习模型的构建奠定了基础。这项工作有望加速基于BEs的基因疗法的开发和临床应用。 

相关研究成果发表在《自然-通讯》（Nature Communications）上。研究工作得到国家自然科学基金、国家重点研发计划、天津市合成生物技术创新能力提升行动、天津市自然科学基金的支持。 

【7】Science子刊：碱基编辑，挽救致命心脏病并延长寿命

2022-12-01报道，近日，德州大学西南医学中心的研究人员在 Science 子刊 Science Translational Medicine 发表了题为：Precise genomic editing of pathogenic mutations in RBM20 rescues dilated cardiomyopathy 的研究论文。

该研究在iPSC中验证了碱基编辑和先导编辑在修正RBM20基因突变的效果，并进一步在RBM20基因突变的扩张型心肌病（DCM）小鼠模型中证实了腺嘌呤碱基编辑器（ABE）能够有效修正基因突变，恢复其心脏功能并延长寿命。

【8】两篇Science揭示揭示RNA引导的CRISPR-Cas效应蛋白切割可触发适应性免疫反应

2022-11-30报道，在第一项新的研究中，来自美国麻省理工学院的研究人员证明了CRISPR相关蛋白酶Csx29对σ因子抑制剂表现出可编程的RNA激活的内肽酶活性，以调节转录反应。活性的与底物结合的Csx29复合物的低温电镜结构显示了一种异构激活机制，该机制在靶RNA结合时重组Csx29的催化残基。相关研究结果发表在2022年11月26日的Science期刊上，论文标题为“RNA-activated protein cleavage with a CRISPR-associated endopeptidase”。这一发现揭示了自然界中的一种RNA引导功能，可用于体外和人类细胞中的RNA检测应用。

在第二项新的研究中，来自美国麻省理工学院和日本东京大学的研究人员发现III-E型CRISPR系统包括类似于半胱天冬蛋白酶（caspase）的蛋白酶Csx29，当Cas7-11识别靶RNA时，Csx29就被激活从而切割另一种称为Csx30的辅助蛋白。这种切割产生有毒的Csx30片段，据推测这些片段能抑制专门的σ因子RpoE，调节细菌对噬菌体感染的反应，并导致细菌生长停滞，从而清除噬菌体感染。相关研究结果发表在2022年11月26日的Science期刊上，论文标题为“RNA-triggered protein cleavage and cell growth arrest by the type III-E CRISPR nuclease-protease”。

原文：doi:10.1126/science.add7450.

doi:10.1126/science.add7347.

【9】Cell：在数千种病毒中发现CRISPR-Cas系统，有望改善细胞基因组编辑

2022-11-28报道，在一项新的研究中，来自美国加州大学洛杉矶分校的研究人员发现在公开的可感染这些微生物的病毒（称为噬菌体）的基因组序列中，CRISPR-Cas系统占0.4%。他们认为，这些病毒利用CRISPR-Cas彼此竞争---而且有可能也是为了操纵宿主的基因活性，使之对自己有利。相关研究结果发表在2022年11月23日的Cell期刊上，论文标题为“Diverse virus-encoded CRISPR-Cas systems include streamlined genome editors”。

原文：doi:10.1016/j.cell.2022.10.020.

【10】新型碱基编辑器Td-CBE开发成功

2022-11-28报道，北京大学生命科学学院伊成器课题组和合作者联合在Nature Biotechnology杂志上在线发表了题为“Re-engineering the adenine deaminase TadA-8e for efficient and specific CRISPR-based cytosine base editing”的研究成果。该项研究通过在TadA-8e腺嘌呤脱氨酶中引入N46L突变，成功将其转变为专一且高效的胞嘧啶脱氨酶，并以此为基础开发了新型的碱基编辑器Td-CGBE与Td-CBEs。

相比于传统的基于AID/APOBEC家族的CGBE/CBE碱基编辑器，Td-CGBE/CBEs编辑器在编辑活性与之类似的情况下，展现出更窄的编辑窗口和更低的插入、缺失副产物等编辑特性。同时，研究利用之前开发的全基因组、无偏好性的脱靶检测技术Detect-seq，对Td-CBEs编辑器进行了脱靶评估。评估发现，Td-CBEs在全基因组水平所造成的脱靶位点要远少于同等编辑活性的传统CBEs；虽然Td-CBEs与传统碱基编辑器BE4max基于不同的脱氨酶构建，但Td-CBEs相比于BE4max不会产生新的脱靶位点。值得注意的是，Td-CBEs也并不会产生之前课题组发现的两类新型脱靶编辑（out-of-protospacer edits与target-strand edits）。

【11】Nature：一种基于CRISPR/Cas9的非病毒精准基因组编辑临床级疗法

2022-11-22报道，近期，发表在《Nature》上一篇最新研究中，来自加州大学洛杉矶分校等多机构的研究团队首次开发了一种基于CRISPR/Cas9的非病毒精准基因组编辑的临床级疗法，可以有效重定向免疫细胞以识别自身癌细胞中的突变。在首次人体临床试验中，该疗法取得良好的效果。该研究证明了非病毒精确基因组工程用于制造临床级基因工程过继细胞转移疗法的可行性和安全性。

在这项新研究中，该团队开发了一种一种基于CRISPR/Cas9非病毒精确基因组编辑的临床级方法。该方法同时敲除两个内源性TCR基因TCRα（TRAC）和TCRβ（TRBC），并在TRAC位点插入新抗原特异性TCR（neoTCR）的两条链。然后，利用了一系列技术来有效定义T细胞对超过60个人类白细胞抗原（HLA）I类等位基因突变的新抗原反应。

这项研究证明了这种新方法的可行性，包括分离和克隆多个识别癌细胞突变的免疫细胞受体、使用一步式非病毒精确基因组编辑同时敲除内源性免疫细胞受体并敲入重定向受体、制造临床级TCR工程T细胞。此外，该研究还证明了输注三种基因编辑的新TCR T细胞的安全性，以及基因工程T细胞递送到肿瘤的能力。

【12】张锋创立的CRISPR公司Editas，因效果不佳而暂停一项临床试验，将寻找合作伙伴共同开发

2022-11-21报道，2022年11 月 17 日，Editas Medicine 公布了体内基因编辑药物 EDIT-101 的 1/2 期临床试验（BRILLIANCE）数据。同一时间，该公司表示将停止 EDIT-101 的独立开发计划，并且寻找合作伙伴。在此之前，该公司将暂停 BRILLIANCE 试验的注册。

药物 EDIT-101 旨在通过 CRISPR/Cas9 修复 CEP290 基因的突变位点 IVS26，从而治疗 Leber 先天性黑蒙 10 型（LCA10）所导致的失明。对于这种严重的罕见疾病，目前尚无有效的治疗方法。 据悉，临床计划的改变主要是由于试验结果低于预期。截至目前，临床试验 BRILLIANCE 共招募了 14 名研究参与者，包括 12 名成人和 2 名儿童。其中仅有三名患者的矫正视力得到了具有临床意义的改善。除此之外，其他人的数据可忽略不计。另一方面，适用于 EDIT-101 的患者群体过于小众，也是该公司不再独立开发该药物的原因之一。受消息影响，Editas 股价下跌超过 10%。

【13】一次注射长期有效，诺奖团队第二款体内CRISPR疗法临床数据发布

2022-11-18报道，2022年11月12日，Intellia Therapeutics 宣布其第二款体内 CRISPR 基因编辑疗法——NTLA-2002，在治疗遗传性血管水肿（HAE）的1/2期临床试验的中期数据积极。 这些临床数据来自接受 NTLA-2002 疗法的10名不同剂量的遗传性血管水肿（HAE）成年患者，结果显示，所有不同剂量（25mg、50mg、75mg）治疗的患者的致病性的激肽释放酶均显著下降，分别在第32周、第22天、第16周时下降64%、81%、92%。

此外，该临床试验还显示，患者在接受单次治疗后遗传性血管水肿（HAE）的发作频率显著下降，25mg和75mg剂量组在治疗后第1周到第16周，发作频率平均分别下降了91%和78%（50mg剂量组尚未达到第16周的观察时间）。前三名接受治疗的患者至今已有5.5-10.6个月没有再发作。在所有剂量组中，NTLA-2002 的耐受性普遍良好，大多数不良事件是轻微的。 Intellia 公司表示，这些临床数据显示了 NTLA-2002 的一次治疗、持续缓解，也证实了公司基于 CRISPR 的基因编辑平台的威力。