Cas9靶向CCR5基因产生HIV抵抗力

在美国天普大学路易斯-卡茨医学院研究HIV感染的神经科学家KamelKhalili（未参与这项研究）说，这些预期的观察结果支持了之前的发现：靶向CCR5能够阻止HIV复制和扩散。利用CRISPR进行基因可能要比之前使用过的基因工具更加便捷。

这项研究并不是首次利用基因破坏人HSPC细胞中的CCR5基因。在2010年发布的一项研究（NatureBiotechnology,doi:10.1038/nbt.1663）中，PaulaCannon和她的同事们利用锌指核酸酶（ZFN）破坏这个基因，并且证实当在小鼠体内定植后，这些经过基因的细胞能够克隆增殖，并且保持这种CCR5缺失。之前的这项研究导致一项正在进行的在HIV感染者体内测试这种基因方法的临床试验（NCTNumber:）。

Khalili团队之前已利用CRISPR将HIV从人基因组中切除（PNAS,doi:10.1073/pnas.），然而也有人研究了HIV如何躲避基于CRISPR的抗HIV治疗（CellReports,doi:10.1016/lrep.2016.03.042）。迄今为止，在美国，还没有基于CRISPR的基因系统在临床试验中接受测试。

在这项新的研究中，解放军307医院造血干细胞移植科主任陈虎（HuChen）教授和北京大学干细胞研究中心主任邓宏魁（HongkuiDeng）教授和他们的同事们利用CRISPR/Cas9破坏了CD34+HSPC细胞中的CCR5基因。他们证实他们的基因效率为21%～28%，高于利用ZFN方法报道的基因效率：17%。

这项研究是首次利用CRISPR在动物模型中成功地让HSPC细胞发生持续长时间的CCR5突变。邓宏魁教授和陈虎教授在他们联合发送给《科学家》杂志的电子邮件中写道，CRISPR的优势之一在于它具有较高的细胞转染效率。

在美国宾夕法尼亚大学研究HIV如何感染T细胞的JamesRiley（未参与当前的这项研究）注意到，这些作者们能够靶向CCR5基因的一个区域，该区域与基因CCR2存在着显著的差异，而且鉴于CCR2基因与CCR5基因高度同源，采用ZFN基因方法会产生脱靶效应。

这些研究人员证实这些经过CRISPR的HSPC细胞能够成功地在小鼠体内定植，而且这些细胞能够经过分化，在47周内产生一系列正常的免疫细胞。他们还证实从这些发生HSPC细胞定植的小鼠体内分离出这些经过CRISPR的HSPC细胞，随后能够将它们再次移植到另一组小鼠体内。

邓宏魁教授和陈虎教授写道，这种长期重建和再次移植是比较耗时的。为了证实这种基因方法在长期HSPC细胞中是稳健的，它花了我们一年多的时间来监控这些小鼠。

接下来，这些研究人员让接受发生CCR5基因或者未发生的人CD34+HSPC细胞移植的小鼠接触一种利用CCR5侵入T细胞的HIV毒株。相比于携带着正常的人HSPC的小鼠而言，在携带这些接受的人HSPC细胞的小鼠中，HIVRNA水平在感染的最初几周内发生下降，而且CD4+T细胞数量下降得更少。

美国斯坦福大学细胞与基因医学实验室主任DavidDiGiusto在发给《科学家》杂志的一份电子邮件中写道，这种令人信服的证据表明CRISPR介导的CCR5缺失会导致CD4+T细胞后**生想要的抵抗力。DiGiusto协助开发了破坏CCR5的ZFN基因方法。

不过，DiGiusto和Khalili一致认为，在人体临床试验中不大可能使用胎儿肝脏HSPC细胞。DiGiusto写道，对于认为这些结果能够应用到来自成年HIV患者的HSPC细胞的看法而言，应当保持谨慎态度。

Khalili注意到，针对靶向CCR5的一个忠告就是这种方法可能不会实现完全治愈，这是因为这种病毒本身不会被清除，而且可能转而利用CCR4或其他的受体进行扩散。靶向CCR5也将不会抵抗X4tropicHIV分离株，这是因为这种分离株利用CXCR4受体而不是CCR5受体来入侵免疫细胞。

Riley说，迄今为止，CCR5似乎是HIV的一种致命弱点。可能存在其他的靶标，但是就目前而言，它是比较好的靶标。

邓宏魁教授和陈虎教授和他们的同事们正在计划开展一项临床试验（NCTNumber:）来测试利用CRISPR/Cas9让供者CD34+HSPC细胞中的CCR5发生突变后，这些HSPC细胞是否能够安全地被灌注到HIV感染者体内，以及是否能够让这些感染者产生HIV抵抗力。

DiGiusto写道，这些正在进行的临床试验将开始验证靶向CCR5阻止HIV感染的可行性和有效性。