一次性基因编辑器靶向治疗无义突变

惠及数百万人的一次微调

这个想法非常具有实用性。无义突变涉及许多遗传病；新论文指出，全球范围内有数千万例疾病病例与其有关。在细胞培养和小鼠实验中，单次基因组插入 PERT 使一系列靶标的功能性蛋白水平提高了百分之几十，并在 Hurler 综合征动物模型中产生了可衡量的临床效益。由于工程化指令被植入受处理细胞的基因组中，这种治疗在理论上是“一劳永逸”的，而无需重复给药。

抑制因子的原理：PERT 如何运作

PERT 使用了一种被称为无义抑制的经典分子技巧，但以一种永久且可编程的方式实现。团队筛选了数千个转运 RNA (tRNA) 变体，以寻找可以转化为抑制性 tRNA 的骨架——这种分子会在终止密码子处插入一个氨基酸，并允许核糖体继续翻译。关键在于，研究人员使用了先导编辑 (prime editing)，这是一种更新、高度精确的基因编辑方式，将内源性 tRNA 基因重写为这些抑制形式，并将其插入受处理细胞的基因组中。

实际上，这意味着受处理的细胞会持续制造工程化的抑制性 tRNA。当核糖体遇到工程化的终止信号——Liu 团队专注于一种终止密码子 UGA——抑制性 tRNA 可以提供一个氨基酸，使核糖体能够完成蛋白质合成。在涉及多个致病基因的细胞模型中，单次治疗将全长蛋白水平提高了约 20–70%；而在 Hurler 综合征小鼠模型中，该疗法使缺失酶增加了 8%，但这足以在数周内减少病理性底物堆积并改善症状。

前景与实际局限

PERT 的卖点在于其广泛性。在对 14,000 多个突变终止密码子的筛选中，该系统在约 70% 的案例中绕过了缺陷，这表明该方法可以应用于具有相同分子缺陷的许多不同基因和疾病。这与目前高度定制化的模式截然不同，在目前的模式中，每种疾病都需要专属的定制疗法。

但这种方法并非万能。抑制性 tRNA 不一定能恢复原始氨基酸，在提前终止位点插入不同的残基可能会改变蛋白质的三级折叠、稳定性或相互作用。对于某些蛋白质，单一替代可能是无害甚至有益的；而对于另一些蛋白质，最好的情况是中性的，最坏的情况则可能有害。PERT 团队和外部评论人士指出，单个工程化 tRNA 不太可能完全恢复每个携带无义突变的蛋白质的功能。

其他悬而未决的问题涉及技术和临床层面：目前 PERT 主要针对一种终止密码子 (UGA) 并在特定的细胞类型和小鼠组织中得到了验证。不同的器官需要不同的剂量和递送策略；在肝脏有效的剂量在心脏或肺部可能无效或具有毒性。尽管先导编辑比许多旧工具更精确，但任何基因组插入都会引发传统的安全顾虑，如脱靶编辑或插入事件，在进行人体测试前必须在长期动物研究中进行评估。

PERT 如何契合向体内一次性疗法的转变

PERT 的出现正值旨在使基因治疗更简单、更持久的研究浪潮之中。2025 年，几项显著的进展展示了实现同一目标的不同途径：到达体内的致病细胞并进行单次干预修复。早期体内造血干细胞编辑表明，对新生小鼠进行精确计时的静脉注射可以编辑循环造血干细胞，并逆转多种血液疾病，而无需提取和重新输注细胞。此外，研究线粒体 DNA 的团队设计了新的碱基编辑器，可以重写细胞器内的 mtDNA 核苷酸，从而解决了一类完全不同的遗传病。

安全性、递送及通往临床之路

任何平台从实验室走向临床都必须经过一系列漫长的临床前检查。对于 PERT，这些检查包括：追踪脱靶先导编辑和基因组稳定性的严谨长期研究；组织特异性递送优化，以便针对缺陷蛋白起作用的器官量身定制剂量；免疫分析评价，以检查新 tRNA 或编辑机制是否引发有害反应；以及功能测定，以确认抑制后产生的蛋白质在生理环境下是否安全且具有足够的功能。

监管机构将审查疗效和持久性，以及可能影响许多细胞数年的意外后果。由于 PERT 依赖于基因组插入，与瞬时、非整合型疗法相比，讨论将自然地更多集中在安全边际上。

最后是公平和准入问题。一个能以更低成本、更少就诊次数治疗多种罕见疾病的平台将是变革性的——但开发、制造和分发一类新型基因组药物仍然成本高昂。如果 PERT 或类似方法进入临床，其社会影响将取决于监管机构、支付方和制造商如何管理开发和定价。

展望：一种多功能工具，而非万灵丹

PERT 是该领域当前方向的一个优美范例：工程师们正在寻找通用解决方案，将工作单元从单个基因转向一类突变。如果该方法在长期动物研究中被证明是安全的，并且能够适应人体组织的有效递送系统，它可能会缩短开发周期，并为许多目前无法医治的疾病扩大治疗范围。

Sources

• Nature (关于 PERT 先导编辑抑制性 tRNA 的研究论文)
• Harvard University (David Liu 实验室)
• Broad Institute (基因编辑研究与方法)
• Nature (体内新生儿造血干细胞编辑研究，IRCCS San Raffaele)
• Science Translational Medicine (线粒体碱基编辑研究)