依靠基因编辑技术缓解疼痛靠谱吗?
1.问题的引出
牙疼不是病,疼起来真要命。想必很多人都有过类似体验。其实,不仅仅是牙疼,头疼、腰疼、腿疼等等来自身体的各种疼痛,都会对人的身心造成或多或少的伤害。
有资料显示,全世界范围内,19%~50%的人口正在饱受疼痛的折磨,缓解疼痛已经成为保证全球人类健康权益的当务之急。人们通常依赖于阿片类药物来治疗慢性疼痛。然而,这类药物有潜在的副作用,且随着使用时间的延长,也会增加人们对疼痛的敏感性,导致他们越来越依赖更高剂量的用药。
科学家们始终致力于研究和开发新的镇痛方法,以帮助更多患者缓解疼痛。
2.可喜的解决方案
2021年3月10日,美国加州大学圣地亚哥分校的研究人员在国际顶尖学术期刊Science子刊Science Translational Medicine上发表了题为:Long-lasting analgesia via targeted in situ repression of NaV1.7 in mice 的研究论文。该论文提供了一种可喜的解决方案,其研究成果使人类抑制或缓解疼痛的愿望有望成为现实。
研究团队使用切割活性丧失的Cas9蛋白(dCas9),暂时阻断了一种名为NaV1.7的基因,并以此成功降低了实验小鼠对疼痛的敏感性。更重要的是,这种缓解疼痛的效果可以持续数个月,且无明显副作用。
他们将此前发现与基因编辑工具CRISPR相结合,正在开发一种可阻断由糖尿病、癌症或外伤引起的严重疼痛的基因疗法,同时不会造成阿片类药物成瘾性。这项研究由Ana Moreno领导,她现任初创公司Navega Therapeutics首席执行官。
根据美国疾病预防和控制中心的数据,大约20%的美国人患有慢性疼痛。慢性疼痛往往持续数周甚至数年,病人的感受难以言状,医生却基本束手无策。尽管一些止痛药物可以缓解症状,但慢性炎症性疼痛常常与生命相伴相随,不服药几乎无法正常生活。而疼痛CRISPR疗法无成瘾性、特异性强,且持续时间长,这无疑给患者带来了巨大的福音。因此,科学家们已将注意力集中在SCN9A基因上,从而开启了对新一代疼痛治法的争夺。
CRISPR技术的兴起使人类能够以自己的意志去改变基因的表达模式。不仅如此,越来越多的CRISPR基因编辑工具正在涌现,目前CRISPR技术不仅在基因编辑领域大显身手,还在核酸定位、核酸检测和癌症治疗等领域也展现出良好的应用前景。
与此同时,此前有研究表明,NaV1.7基因编码的钠离子通道蛋白在脊髓中传递疼痛的神经元中表达,且对于缺乏功能性NaV1.7的人来说,像触摸热的、尖锐的东西这样的感觉不会被记录为疼痛。相反,NaV1.7的过度表达反而会使人感受到更多的疼痛。
基于此,Ana Moreno等人提出了利用CRISPR技术靶向抑制NaV1.7基因表达以此治疗慢性疼痛疾病的研究假设。在此项研究中,研究人员使用了一种缺乏切割活性的dCas9蛋白,该蛋白仍可以在gRNA的引导下结合到靶标基因上,并抑制该基因的表达。
紧接着,研究团队在实验小鼠身上进行了脊髓注射来测试这个系统,这些小鼠因炎症或化疗而引起了慢性疼痛症状。令人鼓舞的是,研究人员发现,接受治疗的小鼠比对照组小鼠表现出更高的疼痛阈值。具体表现为,经过治疗的小鼠在疼痛刺激(如热、冷和受压等)下撤回爪子的速度更慢,而且它们在受伤后舔或摇动爪子的时间也更少。
研究人员还测试了治疗效果的持续时间,他们发现,炎症性疼痛小鼠在治疗44周后仍然有效,化疗性疼痛小鼠在15周后仍然有效。Moreno表示,药效持续时间仍在评估中,预计会持续很长时间,并且接受治疗的小鼠没有丧失痛觉敏感性或显示出任何非正常运动功能的变化。
本研究的通讯作者Prashant Mali教授表示:这项研究打开了用基因疗法治疗常见疾病和慢性疾病的大门。一些常见疾病往往源于基因的错误表达,如果可以减少这种基因的表达水平,就可以把它降至一个不致病的水平。这就是该研究所做的——并不是完全消除疼痛表型,而是抑制它。
无论如何,这项研究提出了一种基于CRISPR-dCas9系统开发的原位表观遗传治疗方法,在长时间缓解实验小鼠的疼痛症状的同时,而不会引起明显副作用,以此提出了一种可行的阿片类药物替代策略,为广大被慢性疼痛困扰折磨的患者带来了福音!
3.未来之路
尽管如此,这项研究仍然存在许多需要注意的事项。只是对小鼠起的作用并不意味着基因疗法对人类也将起到同样的作用。
同时,Moreno和她的团队尚不能完全排除存在副作用的可能性。她说: “随着研究的继续进展,我们需要进行强有力的毒性研究,以确定较大动物模型中的安全性。”
(本文参考生物世界、网易新闻有关文章编写)