先天失明得看見?奈米結合 CRISPR 基因編輯更精準?

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先天性視網膜裂損症(X-linked juvenile retinoschisis, XLRS)是一種視力障礙的疾病,其始於兒童期,幾乎只有在男性才會發生。大部分的患者在開始上學發生視力變差和閱讀困難,才被診斷出青少年 XLRS,少數患者在嬰兒期就開始斜眼和眼睛的非自願運動(眼球震顫)。目前已鑑定出視網膜色素 1(retinoschisin 1, RS1)基因上約有 200 個位點突變會造成 XLRS 相關功能性視黃素的減少或完全喪失,且破壞視網膜細胞的維持和組織。全球約 5000 名至 25000 名男性中佔 1 名 XLRS 患者。台灣目前約有 1500 至 2000 名 XLRS 患者。

台北榮民總醫院醫研部邱士華主任指出,先前有腺相關病毒(AAV)將外源 RS1 基因引入視網膜的治療方法,但是後來證明其效果有限。

近日,由台北榮民總醫院和加州大學洛杉磯分校(University of California, Los Angeles, UCLA)組成的研發團隊以超分子奈米粒子(supramolecular nanoparticle, SMNP)為載體,再透過 CRISPR-Cas9 基因編輯技術,然後經由玻璃體內注射(intravitreally inject)或視網膜下注射至小鼠眼內,可望修復 RS1 基因,進而治療 XLRS,相關研究結果刊登於《Advanced Science》。

該研究團隊首先確定了二個 SMNP 載體,其一具有 Cas9 和一個指引 RNA(sgRNA)質粒,其二具有 Donor-RS1 和綠色螢光蛋白(green fluorescent protein, GFP)質粒,具有最佳的傳遞性能。然後,他們藉由 SMNP 載體將 攜帶 RS1/GFP 基因的 CRISPR/Cas9 敲入的小鼠活體內或活體外的Rosa26 安全港位點(safe‐harbor site)。

體內研究包括將二種 SMNP 載體玻璃體內注射到小鼠眼中,然後通過眼底照相機和光學同調斷層掃描術(optical coherence tomography, OCT),反覆拍攝眼睛影像,並對收集的視網膜組織進行病理和分子分析。另外,小鼠的眼睛保持其解剖學完整性,單拷貝 3.0kb RS1/GFP 基因精確整合到視網膜中的 Rosa26 位點,並且整合的 RS1/GFP 基因在視網膜中表現,顯示 CRISPR/Cas9 已經成功將 RS1/GFP 基因敲入目標處。

邱士華主任指出,他們目前已經完成小鼠試驗,接下來會與國家實驗動物中心連繫,逐步進行大鼠、豬隻的試驗,最快 2 至 3 年可望進入人體試驗,未來規劃於台北榮總執行。

延伸閱讀:恢復新視界 視網膜病變基因療法

參考資料:
1. Surv. Ophthalmol. 2004, 49, 214.
2. Adv. Sci. 2020, 1903432
3. https://ghr.nlm.nih.gov/condition/x-linked-juvenile-retinoschisis
4. https://news.ltn.com.tw/news/life/breakingnews/3141389

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