碱基编辑器从实验室到临床:十年进展回顾
Translating base editors: a decade of progress from the bench to the clinic
碱基编辑是一种可高效精准引入点突变的基因编辑技术,十年前被首次报道。这篇综述梳理了碱基编辑器从问世以来的演进历程及其走向临床的转化之路,重点讨论关键进展、现存挑战以及当前临床试验格局。
碱基编辑的故事要从基因编辑的一个老难题讲起:多数遗传病源于点突变,而依赖核酸酶的传统编辑必须先造成双链DNA断裂,由此产生的随机插入缺失让定点矫正既低效又不干净[3]。2016年报道的碱基编辑将Cas9与胞嘧啶脱氨酶融合,不切断DNA骨架、不需供体模板即可实现可编程的C→T转换,编辑窗口约5个核苷酸[3]。2017年,腺嘌呤碱基编辑器把tRNA腺苷脱氨酶定向进化到能作用于DNA,在人类细胞中以约50%的效率完成A•T到G•C的转换,产物纯度通常不低于99.9%、indel不超过0.1%[4];BE4又通过抑制碱基切除修复进一步提升了效率与产物纯度[5]。此后工具箱持续扩容:表达优化与祖先重建造就了BE4max、ABEmax等高效版本[2];进化TadA-8e得到的TadCBE以更小体积和更低脱靶实现胞嘧啶编辑[8];腺嘌呤颠换编辑器ACBE更把A•T到C•G的效率推高至73%[7]。
临床端也出现了真实病例:2025年,一名重度CPS1缺乏症新生儿在约7个月和8个月龄先后两次接受脂质纳米颗粒递送的个体化体内碱基编辑治疗,此后饮食蛋白得以增加、氮清除剂减至起始剂量的一半,且无严重不良事件[6]。值此碱基编辑问世十年之际,Nature Reviews Drug Discovery新发表的这篇综述回顾了该技术从实验台走向临床的完整历程,梳理关键进展、尚存挑战以及当前的临床试验格局。
与2018年那篇系统总结编辑策略、特异性、精度与体内递送进展并展望治疗应用前景的综述[1]相比,新综述的特殊位置在于它站在临床已经起步的时间点上:技术谱系从C→T[3]到A•T→G•C[4],再到颠换编辑[7]和小型化低脱靶设计[8],如今已同个体化治疗实践[6]衔接成一条完整的转化链条,而临床试验全景本身也成了被审视的对象,这正是它对既有认识版图的延展。
当然,道路远未走完。综述本身强调挑战仍在,而这例个体化治疗的作者也指出需要更长期的随访来评估安全性与疗效[6];特异性、精度与递送这些早经点出的经典局限[1],仍将伴随碱基编辑走向下一个十年。
- 1.Base editing: precision chemistry on the genome and transcriptome of living cells · Nat Rev Genet 2018
- 2.Improving cytidine and adenine base editors by expression optimization and ancestral reconstruction · Nat Biotechnol 2018
- 3.Programmable editing of a target base in genomic DNA without double-stranded DNA cleavage · Nature 2016
- 4.Programmable base editing of A•T to G•C in genomic DNA without DNA cleavage · Nature 2017
- 5.Improved base excision repair inhibition and bacteriophage Mu Gam protein yields C:G-to-T:A base editors with higher efficiency and product purity · Sci Adv 2017
- 6.Patient-Specific In Vivo Gene Editing to Treat a Rare Genetic Disease · N Engl J Med 2025
- 7.Adenine transversion editors enable precise, efficient A•T-to-C•G base editing in mammalian cells and embryos · Nat Biotechnol 2024
- 8.Evolution of an adenine base editor into a small, efficient cytosine base editor with low off-target activity · Nat Biotechnol 2023
来源:Nature Reviews Drug Discovery · nature.com