國際生醫新聞

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麻省理工學院 (MIT) 研究員 Omar Abudayyeh、Jonathan Gootenberg 的研究團隊 11 月 24 日於《Nature Biotechnology》上的一篇論文中，詳細介紹了他們稱之為「PASTE」(Programmable Addition via Site-specific Targeting Elements) 的 DNA 嵌合技術，認為其有潛力可被用來插入長片段的 DNA、治療由許多不同突變引起的遺傳疾病，如囊腫性纖維化 (cystic fibrosis) 和萊伯氏先天性黑朦症 (Leber Congenital Amaurosis, LCA)。該技術目前已被授權給兩人於 2021 年 2 月成立的公司 Tome Biosciences。

原理
研究人員表示，「PASTE」融合了兩種現有技術：一為「prime editor」(由 Broad 公司的 David Liu 首創，後來其專利分拆至新創公司 Prime Medicine)，另一為「嵌入酶」(integrase，由病毒產生的酵素，可將病毒遺傳物質嵌入宿主細胞基因體中)。

「嵌入酶」可以攜帶大片段 DNA，不過，它只能辨識、作用於特定目標序列，因此無法隨意嵌入我們想要的位置；而「prime editor」，雖然僅能攜帶很短的片段 (例如「嵌入酶」的目標序列)，但卻可應用於「瞄準並編輯特定位置」。因此，結合兩者，研究人員就可以在想要的位置上插入長達 36,000 個鹼基對的序列。在該論文中，研究人員已在多種人類細胞 (肝細胞、T 細胞和淋巴母細胞) 中、以 13 種不同基因 (包括一些可能具有治療作用的基因) 測試了此遞送系統，並能夠將這些基因插入基因組的九個不同位置，成功率 5%~60%。

特點
研究員 Omar Abudayyeh 表示，與目前的基因編輯方法不同的是，「PASTE」可透過替換整個基因來同時解決許多突變；此外，該技術不會在 DNA 中產生雙鏈斷裂，減少了不必要的 DNA 插入或刪除的風險。

相似技術
2021 年 12 月，同樣是在《Nature Biotechnology》期刊上，上方提及的 David Liu 的團隊描述了一種相似的方法，唯一不同的是，Liu 的團隊是讓「prime editor」和「嵌入酶」分別作用。至於兩個團隊的技術，有無實質差異、效率孰高孰低，則各方有其不同看法。

值得注意的是，「PASTE」技術中雖然使用了「prime editor」，但 Tome Biosciences 並沒有與 Prime Medicine 簽訂許可文件，也沒進行任何談判。

另外，此類技術目前仍處於「將技術轉化為商業療法」的早期階段，也從未在人類身上使用過。在 MIT 的 Abudayyeh 和 Gootenberg 的論文中，在具有「人源化肝臟」的小鼠體內 (其肝臟約有 70% 是人類肝細胞)，「PASTE」技術成功地將新基因整合到大約 2.5% 的肝臟細胞中；對此，其他科學家認為至少要達到 10% 左右才能有一些治療效果，因此還有很大的改進空間。Tome Biosciences 則表示，希望能在 2026 年之前進入臨床試驗階段。

資料來源：Endpoints News、MIT