张学礼/毕昌昊团队开发双AAV碱基编辑疗法，治疗遗传性失明
人类基因组中的单核苷酸变异（SNV），可能导致蛋白质序列变化或改变原始DNA的特性，从而引起遗传性疾病，例如镰状细胞病、地中海贫血、视网膜色素变性（RP）。新一代CRISPR技术——碱基编辑（base editing，BE），能够直接、不可逆地纠正单碱基突变，在治愈SNV引起的遗传病方面具有良好前景。与CRISPR-Cas9基因编辑相比，碱基编辑不依赖于DNA双链断裂，因此被认为更具安全性。
视网膜色素变性（Retinitis pigmentosa，RP）是常见的传性视网膜疾病（IRD），也是主要的致盲原因。由于基因突变，患者的视杆细胞受影响，通常在早期出现夜盲，随着时间推移，患者的视锥细胞也会受到影响，导致日光视力丧失，许多RP患者在中年时会失明。而该疾病目前任然没有有效治疗方法。
近日，中国科学院天津工业生物技术研究所研究员张学礼、毕昌昊团队联合国家眼部疾病临床医学研究中心孙晓东团队，在 Nature Communications 期刊发表了题为：AAV-mediated base-editing therapy ameliorates the disease phenotypes in a mouse model of retinitis pigmentosa 的研究论文。
该研究利用双AAV载体递送碱基编辑器精准纠正了视网膜色素变性（RP）小鼠的单碱基突变，挽救了感光细胞，恢复了RP小鼠的视觉功能。
与CRISPR-Cas9基因编辑相比，碱基编辑介导的单碱基编辑不涉及DNA双链断裂。此前有研究使用慢病毒递送碱基编辑器用于治疗Rpe65基因突变导致的2型Leber氏先天性黑蒙症小鼠模型，并成功恢复了视力。但慢病毒会整合到宿主细胞基因组中，因此具有潜在安全性问题。
在这项研究中，研究团队计划使用碱基编辑技术来修复视网膜色素变性（RP）小鼠模型的致病碱基突变，这在理论上比CRISPR-Cas9基因编辑更安全，并使用更安全的腺相关病毒（AAV）载体进行递送。
研究团队针对RP小鼠基因突变类型选取了腺嘌呤碱基编辑器（ABE），筛选了特异性sgRNA。由于单个AAV载体无法装载碱基编辑器，研究团队使用双AAV载体递送系统结合断裂内含肽系统实现碱基编辑器的体内递送。
研究团队使用了rd10小鼠模型，该小鼠模型的Pde6b基因中携带一个单碱基突变（c.1678C>T, p.R560C），与典型的人类视网膜色素变性（RP）患者表型相似。
通过单次视网膜下腔注射，双AAV递送的腺嘌呤碱基编辑器精准纠正了位于视网膜神经细胞的致病性单核苷酸变异，效果高达49%，恢复了功能性蛋白表达，延长了感光细胞存活时间。后续电生理及行为学结果表明，小鼠的视觉功能得到了显著改善。
总的来说，这项研究为遗传性视网膜疾病治疗指明了新方向，为视网膜色素变性患者带来曙光，有助于加速基于碱基编辑的基因疗法的发展。
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