遗传性beta-球蛋白疾病，包括镰状细胞病（sickle cell disease，简称SCD）和beta-地中海贫血，是目前全球最常见的单基因疾病【1，2】。FDA批准的治疗药物很少，且疗效一般，需要终身服用。同种异体造血干细胞（Allogeneic hematopoietic stem cell，简称HSC）移植是一项已受认可的治疗选择，但由于缺乏合适的供体而倍受限制【3】。因此，基因干预很有可能是一个令人信服的替代方案。患有遗传性胎儿血红蛋白持续综合症（hereditary persistence of fetal hemoglobin，简称HPFH）的患者在很大程度上免受beta-球蛋白紊乱的临床症状的影响【4，5】。升高的HbF可以弥补beta-地中海贫血中缺失的beta-球蛋白或抑制SCD中镰状血红蛋白（sickle hemoglobin，简称HbS）聚合【6，7】。全基因组关联研究表明，BCL11A多态性与HbF水平升高之间存在关系，并且，转录因子BCL11A已被证实是HbF的主要抑制因子。破坏BCL11A基因内含子2内的红细胞特异性增强子，可以导致红细胞特异性BCL11A抑制，该转录因子在其他造血谱系中具有多效性，这表明该位点和可能成为一处极具潜力的遗传干预靶点。近期，来自美国国立卫生研究院的Daniel E. Bauer和 John F. Tisdale研究组在Cell stem cell上发表题为BCL11A +58/+55 enhancer-editing facilitates HSPC engraftment and HbF induction in rhesus macaques conditioned with a CD45 antibody-drug conjugate的文章，就通过编辑点BCL11A基因治疗血红蛋白病的可行性进行了深入探讨。BCL11A增强子区域包含三个DNase I超敏感位点（hypersensitive sites，简称DHS），根据与转录起始位点的千碱基距离，分别命名为+55、+58和+62。在编辑过的细胞中，破坏+58给予最有效的HbF再激活；因此，作者将研究重点放在这一位点上。作者之前的研究表明，以恒河猴为研究对象，进行自体CD34造血干细胞/祖细胞移植，其中，所移植细胞进行了靶向+58位BCL11A增强子的CRISPR-Cas9核糖核蛋白（RNP）复合物编辑，从而可以长期为机体诱导出充足的HbF，并且不会干扰其他血液指标。临床试验数据显示，对输注依赖型beta-地中海贫血和SCD患者有一定疗效，exa-cel也已获批使用；然而，即使是类似的造血干细胞克隆，对不同的患者HbF响应也有所不同。此外，应激性红细胞生成增强了BCL11A编辑相关的gamma-球蛋白诱导水平，应激性红细胞生成消退后HbF水平下降。因此，作者假设，即使在没有红细胞应激的情况下，通过同时编辑+58和第二有效的HbF再激活增强子+55，可以最大限度诱导HbF再激活，从而获得更为稳定的临床疗效。然而，自体基因编辑方法的巨大潜力受到与化疗副作用的干扰。传统的磺胺调节缺乏对造血细胞区室的特异性，导致明显的脱靶毒性，包括不孕症和血液系统恶性肿瘤的风险增加。针对造血干细胞和/或造血干细胞的抗体-药物偶联物在同基因和同源小鼠模型中显示出有效性和特异性，并且可以在一定程度上减轻副作用。作者将造血干细胞/祖细胞BCL11A的+58和+55位增强子进行基因编辑，并将编辑过的细胞移植到恒河猴体内。实验动物在移植后表现出持久的、高水平的（90%）编辑频率，超过4年的持续HbF再激活，且没有血液学扰动。应激性红细胞生成或羟基脲可以进一步提高HbF水平。骨髓分析显示，基因编辑主要是程序性缺失、程序性反转和短插入，每种编辑都会破坏增强子核心TGN7-9WGATAR一半E-box/GATA结合基序。另外，CD45抗体-药物偶联调节实现了类似的植入和HbF再激活，而慢病毒载体跟踪显示多克隆重构，其动力学与接受全身照射或磺胺调节的动物相似。综上所述，作者证明了在恒河猴中转输入BCL11A 的+58/+55增强子联合编辑的HSPCs，可以产生4年多的HbF诱导。这项工作展示了一种有希望的治疗血红蛋白病的策略。https://doi.org/10.1016/j.stem.2024.10.014制版人：十一
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