廣州專家團隊通過基因編輯技術修復β-地貧缺陷基因，有望實現β-地貧自體移植

β-地中海貧血，是不少家長聞之色變的一種常見的遺傳性疾病，在兩廣地區尤其高發。目前，臨床上根治地貧的唯一的方法，就是造血干細胞（HSCs）異體移植。然而，地貧患者找到相匹配的脊髓捐贈者的幾率極低，因此，大多數患者只能靠不斷地輸血以維持生命。如果不進行干預，患兒通常活不過一歲。

近日，廣醫三院廣東省產科重大疾病重點實驗室和廣東省高校生殖與遺傳重點實驗室主任孫筱放教授帶領的團隊，使用基因編輯技術，成功糾正了β-地貧患者體細胞中的致病基因——β-珠蛋白（HBB）的基因突變，并通過誘導多能干細胞（iPSCs）使其誘導分化出正常的造血干細胞，從而實現患者的自體移植治療。這是全球首次使用這種方法對導致地貧的缺陷基因進行修復，也是目前最先進的方法。這一技術如果用于臨床，β-地貧患者將有望“自己救自己”。相關研究已發表在創刊逾百年的國際經典生化雜志《Journal of Biological Chemistry》上。

醫學指導/廣醫三院廣東省產科重大疾病重點實驗室和廣東省高校生殖與遺傳重點實驗室主任孫筱放教授、廣醫三院廣東省產科重大疾病重點實驗室和廣東省高校生殖與遺傳重點實驗室副研究員牛曉華

新技術：

通過基因編輯，修復突變基因并實現自體移植

如何解決異體移植和輸血治療中的難題？廣醫三院廣東省產科重大疾病重點實驗室和廣東省高校生殖與遺傳重點實驗室主任孫筱放教授的團隊在反復研究中，另辟蹊徑，探索了一種新的治療策略，即對β-地貧患者誘導多能干細胞（iPSCs）中的HBB基因突變進行修復，并通過誘導多能干細胞（iPSCs）分化出正常的造血干細胞，然后移植回地貧患者體內，最終實現地貧患者自體移植。“目前，這一技術已經在小鼠身上獲得成功，接下來將在大型動物上進行實驗。”

這種新技術大致分為四步：

1.從患者的外周血中提取體細胞；

2.通過基因編輯技術在iPSCs層面，對患者體細胞中導致地貧的HBB基因中的CD41/42（-CTTT）突變進行修復，并保留iPSCs的多能性和多分化能力；

3.利用iPSCs誘導分化出正常的造血干細胞

4.正常的造血干細胞能分化出紅細胞，

5.地貧患者實現自體移植

不過，孫筱放也指出，目前想要通過iPSCs誘導多能干細胞用于臨床治療β-地貧仍有許多瓶頸：首先，在iPSC誘導過程中，基因組重排可能會導致iPSC細胞的基因不穩定，從而可能產生新的基因突變，其中有一些突變可能與腫瘤的發生有關；其次，iPSCs分化的造血干細胞與正常的造血干細胞仍有一定的差距。

β-地中海貧血：

因基因突變致病，如不干預活不過一歲

據孫筱放介紹，β-地中海貧血是東南亞人群中常見的一類遺傳性疾病。在我國，長江以南各省是地中海貧血的高發區，兩廣地區發生率尤其高。

孫筱放解釋，β-地中海貧血，就是因為β-珠蛋白（HBB）這一基因的突變導致的。HBB的基因突變包括三種基因型：CD41/42（-CTTT）、CD17（A>T）和IVS2-654（C>T），這是中國最常見的β-地貧基因突變，其中CD41/42（-CTTT）是兩廣人群中最常見的地貧致病原因。

“HBB基因的突變，會導致β血紅蛋白的合成缺陷，造成紅細胞生成障礙。”孫筱放說，而紅細胞是氧的攜帶者，負責將氧運輸至全身，以支持機體生存。當出現紅細胞生成障礙，體內紅細胞缺失，地中海貧血患者就會出現發育障礙、器官功能障礙等臨床癥狀。如不及時治療，會導致死亡。“地貧的諸多癥狀，在新生兒出生的半年后就會逐步顯現，如果不進行干預，孩子往往活不過一歲。”

療法1：不斷“換血”維持生命

廣醫三院廣東省產科重大疾病重點實驗室和廣東省高校生殖與遺傳重點實驗室副研究員牛曉華介紹，治療地貧，目前只有兩種治療方法。其中之一，就是通過不斷地輸血，給患者補充紅細胞維持生命。

但是，這種治療方法，一方面患者每兩周就需要經歷一次幾乎“全身性”的換血，一旦停止就會危及生命；另一方面，長期地依賴輸血，會給患兒家庭帶來巨大的經濟負擔。

“以兩周換一次血的頻率，患兒一年的輸血費用就高達4萬元，再加上其他治療，如果患兒存活十年，至少需要費用60萬元。”他說，更重要的是，輸血補充紅細胞的治療方法，只能治標，不能治本。

療法2：造血干細胞移植

“治療地貧的另一種治療方法就是造血干細胞移植。這是目前臨床上唯一能根治地貧的方法。”牛曉華說，造血干細胞移植的治療原理在于，將正常人的造血干細胞移植給地貧患者，使地貧患者能夠誘導分化出足夠的紅細胞。

然而，目前造血干細胞移植只能是異體移植。這就跟其他器官的異體移植一樣，面臨著配型的難題。因為在人群中找到能成功配型的健康捐獻者的幾率極其有限，據統計，異體基因配型成功的概率在三萬分之一到一百萬分之一之間。

目前，造血干細胞能完全匹配的供體，大多只出現在有血緣關系的父母親和兄弟姐妹中。牛曉華說，由于孩子從父親和母親的身上各獲得一半的基因，因此，患兒通常與父親或者母親的配型是50%相合，俗稱半相合。在兄弟姐妹中，與同卵雙胞胎的配型是100%，與親兄弟姐妹之間的相合概率是25%。“堂、表兄弟姐妹之間的配型相合概率也是極低的。”

牛曉華介紹，造血干細胞移植的費用高達50萬元左右，對于大多數地貧患者和家庭而言是一種奢望。（記者黃蓉芳 實習生林子琳 通訊員白恬）