估计有1000种单基因疾病影响全球数千万个人。CRISPR/CAS基因组编辑工具应用于治疗单基因疾病是一种新兴策略,有可能为这些患者生成个性化治疗方法。CRISPR/CAS的系统是可编程的,序列特定的基因组编辑工具具有生成基本对分辨率操作对DNA或RNA的能力。导致遗传疾病的基因组损伤的复杂性需要使用DNA修复途径的患者特定基因组编辑策略,以及不同类型,物种的CRISPR/CAS系统,以及具有额外酶促能力和/或递送方法的患者。在这篇综述中,我们旨在讨论CRISPR/CAS基因编辑系统的广泛和多方面的治疗应用,包括在利用同源性维修,非同源终端连接,微学学介导的最终结合以及基础编辑中,以永久纠正多种单身性疾病。
血液遗传疾病是由基因或其调节元件突变引起的,导致功能失调,失调或不存在蛋白质。常规基因治疗方法包括使用病毒载体(例如与腺相关病毒(AAV)(Mingozzi and High,2011年)和慢病毒(LV)载体添加突变基因的功能拷贝,并将其功能副本(Naldinii,2011)。这些修饰的病毒可以将编码在其基因组中的转基因表达盒传递到使用遗传信息的细胞核中。这种基因替代策略是非依赖性的,因此无论其基因型如何,都可以使患者具有相同的状况。Despite its remarkable success for ex vivo and in vivo treatment of several monogenic disorders ( Dunbar et al., 2018 ), there are still major hurdles to overcome to improve therapeutic outcomes and treat challenging monogenic (e.g., hemoglobinopathies, immunodeficiencies, and congenital anemias) as well as multifactorial blood diseases (e.g., cancer,自身免疫和传染病)。除了涉及媒介的问题,例如免疫原性和端主主义(Masat等,2013; Colella et al。,2018),这超出了这篇评论的范围,经典基因更换具有重大限制:很难忠实地重新构成内源性启动者和基因的特征。组织 - 发育和刺激特异性基因表达需要可以位于基因组遥远区域的不同基因组元素(启动子,增强子和消音器)的复杂相互作用,并且跨越了几个基线酶(Schoenfelder和Fraser,2019年)。AAV载体是小病毒(约4.7 kb),限制了在表达盒中包括的调节元素的选择,尤其是在传递大型转基因时(Li和Samulski,2020年)。此外,它们主要是在非分散细胞中的偶发性,并通过细胞分裂逐渐消失(Nakai等,2001; Ehrhardt等,2003; Bortolussi et al。,2014)
Igenomix currently performs different tests in-house that can summarized as the following: Endometrial Receptivity Analysis (ERA), Endometrial Microbiome Metagenomic Analysis (EMMA), Analysis of Infectious Chronic Endometritis (ALICE), Preimplantation Genetic Testing for Monogenic Disorders (PGT-M), Preimplantation Genetic Testing for Aneuploidy (PGT-A)和结构重排的植入前基因检测(PGT-SR);概念产品(POC)的基因检测,构成构成产品的非侵入性基因检测(NIPOC);载体基因测试(CGT),精子非整倍性测试(SAT),非侵入性产前测试(NACE®/NACE®24),ZENIT,ZENIT,胚胎优先测试(EMBRAICE)和基因组精度诊断(GPDX)测试。还提供了其他专门测试(请参阅第3.1节)。
转录因子 (TF) 是调节免疫系统发育、维持和功能的关键成分。因此,某些 TF 的单基因缺陷会导致先天性免疫缺陷 (IEI),其临床意义深远,包括感染、恶性肿瘤,在某些情况下还会导致严重的过敏性炎症。本综述探讨了以严重过敏性为定义临床表型的 IEI 背后的 TF 缺陷,包括 STAT3 功能丧失、STAT6 功能获得、FOXP3 缺陷和 T-bet 缺陷。这些疾病为了解过敏性炎症的病理生理学提供了宝贵的见解,拓展了我们对罕见单基因和常见多基因过敏性疾病的理解。基因检测的进展可能会发现与过敏性相关的新 IEI,丰富我们对过敏性炎症分子通路的理解。单基因疾病的识别对患者的预后、治疗计划和遗传咨询有深远的影响。因此,对于患有严重、早发性过敏症的患者,考虑 IEI 至关重要。本综述强调需要继续研究 TF 缺陷,以加强我们对过敏性疾病的理解和管理。
摘要背景分枝杆菌包括各种毒力的普遍存在种。然而,环境和个体特定因素,特别是宿主遗传因素,在接触分枝杆菌的结果中起着至关重要的作用。单基因分枝杆菌易感性的第一个分子证据来自对分枝杆菌病 (MSMD) 孟德尔易感性的研究,这是一种罕见的 IFN-γ 免疫先天缺陷,即使对低毒力分枝杆菌感染也具有选择性易感性,患者大多为儿童,常规检查中没有可识别的免疫缺陷。本文全面、最新地描述了所有已知的 MSMD 单基因缺陷最重要的分子、细胞和临床特征。结果 在过去的 20 年中,已发现 MSMD 患者中有 19 个基因发生突变(IFNGR1、IFNGR2、IFNG、IL12RB1、IL12RB2、IL23R、IL12B、ISG15、USP18、ZNFX1、TBX21、STAT1、TYK2、IRF8、CYBB、JAK1、RORC、NEMO 和 SPPL2A),这些基因位点的等位基因异质性已导致 35 种不同的遗传缺陷的定义。尽管存在临床和遗传异质性,但几乎所有 MSMD 的遗传病因都会改变干扰素 γ (IFN- γ ) 介导的免疫力,方法是削弱或消除 IFN- γ 的产生或对该细胞因子的反应,或两者兼而有之。已证明人类 IFN- γ 水平是决定分枝杆菌感染结果的数量性状。结论 这些单基因缺陷的研究有助于了解人类分枝杆菌感染的分子机制,并有助于开发新的诊断和治疗方法以改善护理和预后。这些发现还弥合了简单的孟德尔遗传与复杂的人类遗传学之间的差距。关键词 分枝杆菌病、单基因、先天性免疫缺陷、孟德尔易感性、IFN-γ
在人类遗传学的错综复杂的挂毯中,有些疾病是由单个基因支配的奇异实体。这些条件恰当地称为单基因疾病,是由单个基因突变引起的,导致了特征性的临床表现。虽然单基因疾病是个性罕见的,但它们共同代表了遗传疾病的很大一部分,为人类生物学的复杂性提供了宝贵的见解,并为靶向疗法和精确药物铺平了道路。单性疾病是由自身瘤或性色素中突变驱动的。常染色体显性疾病会发生。亨廷顿氏病和马凡氏综合症是常染色体显性疾病的例子。相比之下,常染色体隐性疾病需要在两个基因的两个副本中突变才能表现出来,例如囊性纤维化和镰状细胞贫血[1,2]。
30 多年前,富有远见的科学家提出了“基因治疗”这一术语,他们认为,对于某些适应症(主要是单基因疾病),通过添加基因用正常等位基因替代缺失或突变的基因可以为受影响的患者提供持久的治疗效果,从而改善他们的生活质量。这一概念最近已成为某些疾病(如血红蛋白病和免疫缺陷症和其他单基因疾病)的现实。然而,基因治疗的治疗浪潮不仅应用于这种背景下,而且随着 CAR-T 细胞疗法的出现,它被更广泛地用于治疗癌症。本综述将总结基因治疗从实验室到临床的逐步发展,主要关注造血干细胞基因治疗和基因组编辑,并将为基因治疗的未来及其在日常临床实践中的逐步整合提供一些有用的见解。
成熟度 - 年轻(Mody)(Mody)是最常见的单基因糖尿病类别,是由单个基因中的单个或多个缺陷引起的,通常与分泌的β细胞缺陷有关,占分泌的β细胞缺陷,约为2.5% - 6.5% - 6.5% - 6.5%的儿科糖尿病(1)。与14个与14个不同基因的Mody基因有关的亚型被鉴定出来,目前已得到认可。GCK,HNF1A和HNF4A基因至少负责80%-85%的Mody病例(2)。Mody通常被误诊为1型(T1D)或类型2(T2D)糖尿病(3)。尤其是,近年来,全世界儿童和青少年的T2D急剧增加,再加上年轻人的超重和肥胖率很高(4,5)。一些研究人员怀疑早期发作的T2D表型和单基因糖尿病几乎同时出现,这使得对单基因糖尿病的诊断更加不敏感(6)。随着分子诊断方法的快速演变,基因检测既敏感又对大多数模式都是特定的。尽管仍然有一些基因(例如PAX4)的辩论。精确的分子诊断是必不可少的,因为它会导致无症状家庭成员的早期诊断,并允许对患者进行最佳治疗。喜欢,大多数GCK模型表现出一种轻度,无症状和稳定的空腹高血糖,通常不需要特定的药物(7)。磺酰氟脲除非HNF4A或HNF1A突变患者的胰岛素有效(8)。HNF1B中的突变与胰腺变育性,肾脏异常,生殖道畸形和肝功能障碍有关,应针对这些患者采用特殊的疗法。但有时与治疗计划一样,有时相同Mody的患者的临床表现有时不同。
对复杂疾病(例如糖尿病)遗传基础的机械理解在很大程度上是由于影响疾病表型的渗透率和/或表现的遗传疾病改良剂的活性而难以捉摸。面对这种复杂性,单基因突变(单基因糖尿病)引起的罕见形式可用于模拟单个遗传因素对胰腺B细胞功能障碍的贡献和葡萄糖稳态的分解。在这里,我们回顾了蛋白质编码和非蛋白质编码遗传疾病修饰对糖尿病亚型发病机理的贡献,以及人类多能干细胞(HPSC)的生成,分化和基因组编辑的最新技术进步如何启用基于细胞疾病模型的发展。最后,我们描述了一种疾病修饰的发现平台,该平台利用这些技术使用诱导的多能干细胞(IPSC)鉴定出新的遗传修饰者,这些干细胞(IPSC)源自由杂合突变引起的单基因糖尿病患者。
摘要 癫痫是一种复杂的神经系统疾病,有大量的单基因亚型。单基因癫痫通常严重且致残,具有耐药性癫痫发作和严重的发育合并症的特征。这些疾病可能适合采用精准医疗方法,而使用 CRISPR/Cas 进行基因组编辑是其中的圣杯。在这里,我们考虑了一些最“常见”的罕见癫痫基因的突变,并讨论了可以采用的不同 CRISPR/Cas 方法治疗这些疾病。我们考虑了 CRISPR 介导的基因调节可以作为有效治疗策略的情景,并讨论了单基因矫正方法是否能够在发育中的高度动态大脑的稳态补偿背景下具有治疗潜力。尽管对遗传性癫痫的机制和基因编辑工具的当前局限性的理解尚不完整,但 CRISPR 介导的方法在未来十年内具有改变遗传性癫痫治疗格局的潜力。