中國日報6月11日電 日前,由昌平實驗室與北京大學科學家領銜開展的研究取得重要突破。團隊利用自主研發的RNA編輯技術LEAPER(屬于基因編輯相關技術),在杜氏肌營養不良癥(Duchenne muscular dystrophy,DMD)這一嚴重遺傳性罕見病的治療中取得國際領先成果;與此同時,該技術平臺經過持續迭代升級,最新版本LEAPER3.0在編輯效率、精準性和適用范圍等方面實現顯著提升。北京時間2026年6月10日,上述兩項標志性成果同期發表于國際學術期刊《細胞》。
杜氏肌營養不良癥是一種由DMD基因突變引起的嚴重遺傳性肌肉疾病,主要表現為進行性肌肉萎縮和運動功能喪失。患者通常在兒童時期發病,并隨著年齡增長逐漸喪失獨立行走能力,多數最終因呼吸衰竭或心力衰竭而過早離世。盡管被定義為罕見病,但由于人口基數龐大,我國DMD患者數量位居世界前列。目前,常規治療手段僅能部分延緩疾病進展,無法逆轉疾病進程,臨床存在巨大的未滿足醫療需求。
DMD也是基因治療領域公認最具挑戰性的疾病之一。一方面,其致病基因過大,傳統基因治療方法難以將完整基因遞送至患者體內;另一方面,不同患者攜帶的致病突變種類超過7000種,一種固定治療方案往往只能覆蓋少數患者。因此,開發兼具廣泛適用性和長期療效的治療策略,一直是國際醫學界面臨的重要挑戰。
針對這一難題,昌平實驗室與北京大學魏文勝團隊基于自主原創的LEAPER平臺開發了RNA外顯子跳躍技術。該技術并不直接修改DNA,而是在細胞讀取遺傳信息時重新調控RNA加工過程,通過跳過特定外顯子恢復DMD基因的閱讀框,使細胞能夠重新產生具有功能的肌營養不良蛋白,從而改善疾病癥狀。
與傳統基因編輯技術不同,LEAPER最大的特點是能夠直接調用人體細胞內天然存在的RNA編輯酶完成編輯,無需額外遞送任何外源編輯蛋白。這意味著治療系統更加精簡,不僅降低了體內遞送難度,也有助于減少免疫反應和長期安全性風險。此外,相比傳統單堿基修復策略,基于LEAPER開發的RNA外顯子跳躍技術能夠應對更多類型的基因缺陷,為更廣泛的遺傳病患者提供新的治療可能。
基于這一技術,魏文勝團隊聯合昆明理工大學、上海交通大學醫學院附屬上海兒童醫學中心等合作單位,完成了從疾病模型驗證到患者治療的系統轉化研究,并開發出針對DMD的RNA編輯治療藥物LE051。
目前,已有3名DMD患兒接受候選藥LE051治療。截至治療后一年隨訪,所有受試患者均表現出顯著而持久的運動功能改善。與此同時,患兒呼吸肌功能也呈現改善趨勢。對于DMD患者而言,呼吸功能衰退是導致疾病惡化和死亡的重要原因之一,因此這一結果尤為令人鼓舞。臨床前研究以及現有患者隨訪過程中均未觀察到治療相關嚴重不良事件,顯示出良好的安全性和耐受性。
研究人員表示,這是我國自主原創RNA編輯技術首次進入臨床治療階段并獲得積極療效,也是國際上首次將RNA編輯策略應用于杜氏肌營養不良癥患者并獲得積極臨床研究結果,標志著RNA編輯技術正在從實驗室研究邁向疾病治療的新階段。
這一臨床突破的背后,是LEAPER近十年的持續創新與迭代。
2019年,魏文勝團隊原創開發LEAPER技術,并首次證明僅依靠人體內源RNA編輯酶即可實現可編程RNA編輯,開辟了區別于CRISPR體系的全新技術路線。2022年,團隊進一步將編輯載體升級為更加穩定的環狀RNA結構,開發出LEAPER2.0,在編輯效率、持續時間和精準性等方面實現全面提升(Nature Biotechnology 2019, 2022)。
魏文勝表示:“CRISPR技術通過向細胞引入編輯工具來實現基因修飾,而LEAPER嘗試走一條不同的道路,也就是充分利用人體自身已有的編輯能力。我們一直在思考:是否能夠不依賴外源編輯蛋白,僅通過一條RNA分子,就調動細胞內天然存在的RNA編輯酶完成精準編輯?這正是LEAPER技術誕生的初衷。LEAPER最大的特點是‘借力人體自身機制’。由于無需遞送額外的編輯蛋白,整個治療系統更加精簡,不僅有望降低遞送難度,也有望減少免疫反應和相關安全性風險,為遺傳病治療提供一種新的技術選擇。”
在推進臨床轉化的同時,魏文勝團隊持續推進這一底層技術的迭代升級。目前,LEAPER已發展至3.0版本。團隊借助最新的AlphaFold 3人工智能結構預測技術,首次系統揭示了RNA編輯酶ADAR識別并編輯目標RNA的關鍵機制,并據此建立了全新的RNA結構設計框架。研究發現,通過在RNA結構中引入特殊設計的“凸起”結構,可以顯著增強編輯酶與目標RNA之間的相互作用,從而大幅提升編輯效率和精準性,尤其能夠解決許多傳統上難以編輯的靶點問題,進一步拓展RNA編輯技術的應用邊界。
我國現有罕見病患者約2000萬,每年新增患者超過20萬。絕大多數患者目前仍缺乏有效治療手段,只能依靠對癥治療緩解病情。
魏文勝表示:“許多遺傳性罕見病的致病原因和作用靶點都十分明確,因此為基因編輯治療提供了重要機遇。外顯子跳躍只是LEAPER平臺眾多應用方向之一。未來,我們希望基于這一原創技術平臺,開發更多安全、普適、可精準調控的新型基因治療方案,為更多患者帶來真正可及的治療希望。”