镰状细胞病是一种遗传性血液病，影响了90,000多美国人，其中大多数是非裔美国人。该病是由于血红蛋白的一种成分——β-球蛋白的基因缺陷引起的。血红蛋白是红细胞中的一种蛋白质，可将氧气输送至全身。β-珠蛋白的有缺陷形式使正常的圆形红细胞变得僵硬，发粘和呈镰刀状。这些变形的细胞会阻塞血液流动，从而导致严重的疼痛，器官损伤和中风。

红血球是由血干细胞在骨髓中产生的。一些患有镰状细胞病的人已经通过血液干细胞移植成功治疗。然而，这种治疗需要匹配的供体并且具有许多风险。

Drs。博士领导的研究小组。加州大学伯克利分校的Jacob E. Corn，犹他大学的Dana Carroll和奥克兰大学旧金山分校贝尼奥夫儿童医院的David IK Martin着手使用基因编辑技术来纠正导致镰状细胞病的遗传缺陷。该研究得到了美国国立卫生研究院国立普通医学科学研究所(NIGMS)，国立酒精滥用和酒精中毒研究院(NIAAA)和国立环境卫生科学研究所(NIEHS)的部分支持。结果于2016年10月12日发表在《科学转化医学》上。

科学家使用CRISPR / Cas9基因编辑工具优化了程序，以修复镰状细胞病患者的血液干细胞中有缺陷的β-珠蛋白基因。当校正后的干细胞在实验室中成熟为红细胞时，它们的正常成年血红蛋白水平升高，镰刀形的水平降低。

接下来，研究人员想确定基因编辑的骨髓细胞是否可以在活生物体中保留足够长的时间，以产生治疗效果。由于难以获得具有β-珠蛋白缺陷的血干细胞，他们将经过基因编辑的正常血干细胞注入免疫系统受到抑制的小鼠体内。他们发现4个月后，平均2%的经过编辑的干细胞保留在骨髓中。一只小鼠保留了超过6%的编辑干细胞。这些水平可能具有临床益处。

尽管研究中概述的方法仍需改进和扩大规模，但它们证明了开发针对镰状细胞疾病的基因编辑治疗的潜在途径。

“我们对这项技术的前景感到非常兴奋，” Corn说。“在临床上使用这种方法之前，还有很多工作要做，但是我们希望，它将为镰状细胞病患者的新型治疗铺平道路。”