导读

CRISPR基因编辑技术我们都不陌生，但用CRISPR技术预防或治疗新冠，你有听说过吗？

2022年7月26日，杜克大学王前奔教授领导的研究团队发现了CRISPR技术可以用于对抗新冠病毒的入侵，并利用小鼠模型验证了这一发现。

“我们希望这种治疗方法进入现实世界”，王前奔在一次访谈中表示。

研究者发现，CRISPR可以安全、有效、特异性地降低肺蛋白酶Ctsl的表达，从而阻止新冠病毒入侵肺部，并且不受到病毒变异的影响。

CRISPR会成为新一代“新冠杀手”吗？这一项技术照进现实还有多遥远？

新冠大流行已经到了第三年，全球已有超5.7亿人确诊，近639万人死亡。

现如今，疫情依旧反复无常，此前我们用于对抗新冠的两大科学武器——新冠疫苗和口服特效药，也因为毒株的不断变异而越来越受限。

但是今天，科学家发现了另一种或许可以用来对抗新冠的武器——基因编辑技术。

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CRISPR技术可以用于对抗新冠？

基因编辑技术主要用来进行疾病治疗、改变动植物的形状，但把它应用于预防和治疗新冠肺炎，听起来像是一件天马行空的事情。

最近，杜克大学医学院王前奔教授团队、俄亥俄州立大学感染疾病研究所刘善虑教授团队和俄亥俄州立大学药学院董一洲教授团队合作，第一次证明CRISPR可用于对抗新冠，他们认为，这种方法未来很有可能可以运用在人类身上。

2022年7月26日，研究者将研究成果以“Cts13d knockdown of lung protease Ctsl prevents and treats SARS-CoV-2 infection”为题的论文发表在《自然科学生物》（Nature Chemical Biology）上。

试想一下，如果他们提出的方法是可行的，并经过进一步的临床研究证明这种方法对人类有效，那么或许人类对抗新冠病毒又有了新的思路，甚至在未来我们还能把CRISPR应用于对抗其他的病毒。

令人好奇的是，研究人员是怎样找到这个新冠治疗思路的？

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小鼠模型验证CRISPR技术，它能拦截“新冠”

在这项研究中，杜克大学的研究人员是从新冠病毒进入人体的机制来入手的。新冠病毒进入人体需要一种组织蛋白酶，即Cathepsin L（简称CTSL）来作为媒介，这就像我们进公司需要刷门禁卡一样。那我们不妨试想一下，如果我们把这个酶摘除了，没有了“门禁卡”，那是不是就可以阻止新冠病毒进入人体了呢？

研究人员也想到了这一点，但在研究过程中他们遇到了一个问题：这种酶对于小鼠的许多正常生理过程也是必不可少的。为此王前奔和他的团队使用了两种方法来解决这个问题。

首先，他们开发了一种非常有针对性的方法来确保CRISPR技术只针对肺细胞有效。研究人员使用了最近开发的CRISPR-Cas13d RNA靶向系统来暂时性地敲除CTSL的mRNA。

然后，他们构建了肺选择性脂质纳米颗粒（LNP）作为Cas13d RNA靶向系统的递送载体，能够安全、有效、特异性地降低肺CTSL的表达。

CTSL被肺选择性LNP递送的CasRx-pre-gRNA系统特异性敲低，在正常C57BL/6小鼠中具有最小的全身毒性

在一次采访中，王前奔表示，注射到小鼠体内的94%的纳米颗粒能够成功到达肺部。目前，他的实验室在美国和欧洲都有一项纳米颗粒技术专利正在申请中。

其次，研究人员还使用了另一种基因编辑方法，只会在几天到一周内停止小鼠体内CTSL的产生，这段时间过去之后，小鼠的身体可以恢复正常运作。

总之，这两种方法都安全有效地阻止了新冠病毒进入小鼠自身的细胞，并迅速阻断了已经感染的小鼠体内的病毒进一步复制。
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与接种疫苗相比，CRISPR技术优势何在？

通过基因编辑来预防新冠肺炎是一种基于DNA和RNA水平的干预措施，它刺激了多个领域的创新，与目前可用的疫苗相比具有许多优势。

目前，市面上的新冠疫苗通常是通过识别新冠病毒表面的刺突蛋白，并激活免疫系统来产生抗体，达到预防新冠的效果，这就意味着如果刺突蛋白发生突变，疫苗的功效可能会打折扣。

随着新冠毒株的不断变异，新冠疫苗的有效性也越来越令人担忧，BA.4和BA.5的疫苗逃逸性仿佛印证了这个担忧。

相比之下，CRISPR方法不需要通过突刺蛋白识别出冠状病毒，它特异性靶向所有冠状病毒进入人体所依赖的酶，因此对于所有的变异毒株CRISPR方法都有效。

由于这一预防策略也不依赖于身体的免疫系统，因此这个方法如果在人体中起作用，它或许还能用来保护由于免疫系统受损而无法通过注射疫苗来抵御病毒的患者。

值得一提的是，针对宿主因子的全基因组CRISPR-Cas9筛选，已经确定了CTSL蛋白酶不仅是新冠病毒感染的基因，而且在某些细胞模型中还与非典病毒和中东呼吸综合征冠状病毒感染有关。因此，一旦这种方法在临床试验上得到验证，就能用来对抗多种冠状病毒。

但目前这项技术目前只在小鼠体内有效，距离被证明对人有效还有很长的路要走，更不用说向人体开放了。据了解，王前奔实验室正在寻找投资方和行业内的合作伙伴，以进一步推进临床试验的进程。

事实上，他们还想继续进行下一步研究，是否可以通过气溶胶而非静脉注射进行治疗。如果可以通过气溶胶来进行预防和治疗，王前奔表示，他设想人们随身携带类似哮喘吸入器之类的东西，参加大型体育赛事或乘坐长途飞机的前后可以使用吸入器，来降低感染的风险，因为它仅靶向于肺部细胞。

“我们希望这种治疗方法进入现实世界”，这是王前奔的愿景，也是我们的愿景，希望CRISPR技术的加入能够加速新冠大流行的终结。

原文链接
1.https://www.newsobserver.com/news/local/article263833102.html
2. Cui ZF et al. Cts13d knockdown of lung protease Ctsl prevents and treats SARS-CoV-2 infection. Nature Chemical Biology.