2023年3月2日，Intellia Therapeutics宣布，FDA批准了其治疗遗传性血管性水肿（HAE）的体内CRISPR疗法NTLA-2002的研究型新药 （IND）申请。这也是首个获得FDA批准用于人体临床试验的LNP递送的体内CRISPR基因编辑疗法。根据6月份公布的最新I期数据，遗传性血管性水肿患者在NTLA-2002治疗后，疾病的标志性症状：突发性、衰弱性肿胀发作平均减少了95%，一些患者持续一年以上没有发作。尽管基因编辑有缓解甚至治愈遗传疾病的潜力，但关于这项技术的安全性和有效性问题仍然备受关注。

CRISPR的潜在安全风险

以往的CRISPR试验存在不良副作用风险，甚至极少数会导致死亡。今年5月，一名杜氏肌营养不良症患者在接受CRISPR基因编辑后死亡，死因是对携带基因编辑疗法的病毒（AVV）产生免疫反应。

当全身注射时，肝脏会吸收大量的基因编辑传递载体AVV。虽然大多数传递载体对绝多数人都有良好的耐受性，但在高剂量下，有些载体会引发炎症，从而导致毒性。设计能够到达肝脏以外器官的载体是科学家们目前面临的巨大挑战。此外，脱靶效应也是另一个危险，即编辑者无意中改变了部分健康的遗传密码。

尽管存在诸多限制，但创新的递送方法和下一代CRISPR技术(即base editing及prime editing)可能会增加基因编辑可以靶向和治疗的疾病类型。

宾夕法尼亚大学的心脏病专家Kiran Musunuru认为，虽然CRISPR还处于早期阶段，但对于接受Intellia药物治疗的少数患者来说，结果看起来很有希望。

CRISPR进入临床的历史发展

自2013年CRISPR技术诞生以来，该技术发展迅速。今年4月，Vertex和CRISPR  therapeutics公司提交了用于治疗镰状细胞贫血病（SCD）和输血依赖性β地中海贫血(TDT)的exa-cel生物制品许可申请，这是FDA接受的首个CRISPR基因编辑申请。一种新型技术若被FDA首次批准将具有里程碑意义。监管机构已将PDUFA日期分别设定为2023年12月8日和2024年3月30日。

博德研究所的分子生物学家、哈佛大学教授David Liu表示，在体内和离体基因编辑技术的早期阶段，人体临床试验中运用CRISPR技术约占8成，用于测试血液疾病、癌症、慢性感染、肝脏疾病、免疫缺陷等。

但体内空间的进展要慢得多。首例接受体内CRISPR治疗的患者是在2020年基因编辑领域首家IPO公司Editas Medicine在治疗莱伯氏先天性黑蒙症 10 型（Leber congenital amaurosis 10，LCA 10）的临床试验中接受的，这是一种由视网膜感光基因的单个核苷酸变化引起的遗传性失明。

根据Editas于2022年11月发布的新闻稿，在接受EDIT-101治疗后，一些患者恢复了一定的视力，另一些恢复了色彩感知能力，且没有任何副作用。但因有一半的患者治疗失败，Editas最终取消了I/II期试验。

Intellia首席医疗官David Lebwohl认为，Editas终止I/II期试验意味着Intellia是唯一一家已经提交了达到主要终点的体内试验临床数据的公司，也是唯一一家已经开始II期试验的公司。

尽管研究者认为Intellia的治疗效果很好，但由于其通过脂质纳米颗粒(LNPs)传递的方法，NTLA-2002仅限于治疗起源于肝脏的罕见疾病。如果通过静脉注射，LNPs会被肝脏吸收，这是许多体内基因编辑传递载体皆会面临的问题。该疗法还使用了CRISPR-Cas9系统，该系统对关闭基因有用，但关闭基因能治疗的疾病具有局限性。

BE(base editing)及PE(prime editing)编辑技术

CRISPR-Cas9最初是由加州大学伯克利分校的Jennifer Doudna实验室开发的。从那时起，BE(base editing)及PE(prime editing)技术已经扩大了基因编辑可针对的疾病数量。

 CRISPR 序列图示（来源: Lee S, et al., Journal of Cellular Biotechnology）

David Liu解释道：CRISPR-Cas9系统的工作原理是在特定的核苷酸序列上切割DNA双螺旋。Cas9是一种核酸酶，它在细胞的特定位置切割DNA，然后细胞的内源性修复酶将这些DNA链粘合在一起。Cas9一直在同一位置切割DNA，直到细胞的修复机制偶然出错，插入错误的核苷酸，Cas9将不再识别它。但至关重要的是，操作者无法控制细胞插入的东西。这种技术能使功能失调的蛋白质不再运作，但难以替换有缺陷的基因。CRISPR-Cas9具有模块化的优势，Intellia只需改变信使RNA (mRNA)序列就可以实现一种全新的治疗方法。

 该系统是模块化的，因此选择不同的CRISPR酶或碱基编辑酶可产生具有不同基因靶向和编辑能力的碱基编辑器（图片来源：Beam）

然而，所有技术都是双刃剑，目前主要限制是它会导致双链断裂，产生不利的突变和脱靶效应。但BE(base editing)及PE(prime editing)编辑技术依赖于简单地切割双螺旋的一条链，这使得研究人员可以在没有双链断裂的情况下编辑DNA，安全性更好。据估计，每个人类细胞每天可能经历1万次切口，因为切口是DNA修复和DNA复制的自然组成部分。

David Liu是Prime Medicine和Beam therapeutics这两家基因编辑公司的联合创始人，他认为碱基编辑器使科学家能够替代某些单一的DNA核苷酸，从而开发出治疗由点突变引起的疾病的药物——在点突变中，单个核苷酸碱基被添加、删除或改变。这使得碱基编辑器非常适合治疗某些形式的糖原储存病和一种形式的β-地中海贫血，这两种疾病都可能由于致病性单核苷酸多态性而发生。

然而，碱基编辑器只能将嘌呤变为嘌呤，将嘧啶变为嘧啶，并且也容易改变邻近的核苷酸。由于脱氨酶的混杂活性，传统技术可能会对DNA的其他部分产生脱靶效应，脱氨酶有助于在碱基编辑过程中将核苷酸转化为其他核苷酸。

PE编辑器允许研究人员替换基因，并执行各种各样的替换，插入和删除。它们非常具体，但效率不如其他技术。目前这一代的PE编辑基本上可以用(相同长度的)任何DNA片段替换多达数百个碱基对的任何DNA片段。因为它们允许研究人员将长DNA序列插入细胞中，这种技术可以用于治疗由大量缺失突变引起的Tay Sachs等疾病。

CRISPR-Cas9、碱基编辑及PE(prime editing)编辑技术已经在人类遗传疾病的动物模型中得到验证，目前CRISPR-Cas9和BE编辑已经进入人体临床试验，期待Prime Medicine的技术明年能进入临床。

虽然病毒载体可以被设计成针对特定细胞，但在高剂量下具有免疫原性和潜在毒性。因此，科学家们已经开始设计专门针对肌肉等器官的AAV，以便更低的剂量使用。同时，研究人员也在改进非AVV技术，寻找突破血脑屏障的方法，并有可能瞄准大脑。

Lebwohl表示，Intellia希望将NTLA-2002转移到III期，但该公司仍处于II期招募的早期阶段，这意味着该疗法可能需要数年时间才能获得批准。总的来说，NTLA-2002和CRISPR-Cas9疗法是否长期耐受性良好还需要后续研究。从长远来看，希望接受该疗法的患者在五、六、七十年后不需要药物。

总结

随着 CRISPR 基因编辑技术的变化和专业化，可能会展开一场科技与伦理的辩论。但毫无疑问，FDA批准首个CRISPR基因编辑疗法将是人类迈出的重要一步，因为这意味着人类对自己的基因特征有一定的发言权，不会被突变所绑架。