臍帶血是胎兒娩出、臍帶結紮並離斷後殘留在胎盤和臍帶中的血液，裡面含有豐富的幹細胞，可用來治療的疾病種類超過80種，並且在再生醫學領域有廣闊的應用前景。本研究旨在通過基因編輯技術對造血幹細胞進行編輯，從而起到治療疾病的效果。
基因編輯技術是一種新興的比較精確的能對生物體基因組特定目標基因進行修飾的一種基因工程技術，可對特定的目前基因進行編輯，獲得預設定的目標基因。近些年尤其以CRISPR-Cas9技術最為火熱，CRISPR-Cas9是細菌和古細菌在長期演化過程中形成的一種適應性免疫防禦，可用來對抗入侵的病毒及外源DNA。而CRISPR-Cas9基因編輯技術，則是對靶向基因進行特定DNA修飾的技術，這項技術也是用於基因編輯中前沿的方法。以CRISPR-Cas9基礎的基因編輯技術在一系列基因治療的應用領域都展現出極大的應用前景，例如血液病、腫瘤和其他遺傳疾病。該技術成果已應用於人類細胞、斑馬魚、小鼠以及細菌的基因組精確修飾。本研究主要通過CRISPR-Cas9（基因編輯技術）對造血幹細胞的BCL11A進行編輯，進而治療輸血依賴性β地中海貧血（TDT）和鐮狀細胞病（SCD）。
輸血依賴性β地中海貧血（TDT）和鐮狀細胞病（SCD）是比較嚴重的單基因疾病，嚴重可能危及生命。BCL11A是一種轉錄因子，可抑制類紅細胞中的γ-球蛋白表達和胎血紅蛋白。作者從健康供體獲得的CD34 +造血幹細胞和祖細胞通過電穿孔法，利用CRISPR-Cas9針對BCL11A紅系特異性增強子靶標進行編輯。該位點的等位基因約有80％被修飾，結果顯示沒有脫靶編輯的跡象。進行骨髓消融後，兩名患者（一名患有TDT，另一名患有SCD）接受了針對同一BCL11A增強子的CRISPR-Cas9編輯的自體CD34 +細胞。一年多以後，驗證兩名患者的骨髓和血液中的等位基因編輯水平較高，全細胞分布的胎血紅蛋白增加，輸血獨立性以及（對於SCD患者）消除了血管閉塞性發作。
結果討論
兩名患者在12個月內胎兒血紅蛋白水平都達到預期，並且大量和持續的升高，全細胞率超過99％。這些發現表明，經CRISPR-Cas9編輯的造血幹細胞進行了持久保存的移入，與胎兒血紅蛋白水平高的紅細胞的預期生存優勢相符。兩名患者的臨床過程均支持我們的結論。
綜上，造血幹細胞在治療輸血依賴性β地中海貧血和鐮狀細胞病中有比較好的效果。臍帶血中含有豐富的造血幹細胞，並且臍帶血還有許多其他類幹細胞。例如間充質幹細胞、內皮祖細胞、非限制性體幹細胞等，這些都是人類寶貴的醫療資源，也期待科研人員有更深入的研究去開發臍帶血的潛能。
參考文獻：
Bauer DE, Orkin SH. Hemoglobin switching’s surprise: the versatile transcription factor BCL11A is a master repressor of fetal hemoglobin. Curr Opin Genet Dev 2015; 33: 62-70.
Piel FB, Steinberg MH, Rees DC. Sickle cell disease. N Engl J Med 2017; 376: 1561-73.
Haydar Frangoul, CRISPR-Cas9 Gene Editing for Sickle Cell Disease and β-Thalassemia, N Engl J Med . 2020 Dec 5. doi: 10.1056
有臍血，生命「救」有希望！