新型冠状病毒2019-nCov（2020年2月12日被ICTV Coronaviridae研究组命名为SARS-CoV-2）引起严重的呼吸道疾病，并迅速在全球传播。截至2020年2月18日，中国报告了72436例确诊的COVID-19和1868例死亡人数。这些数字每天都会更新，而且预计还会进一步增加。这就迫切需要对致命疾病进行有效治疗。但是，当前的抗病毒药物对2019-nCov（SARS-CoV-2）的作用有限。尽管吉利德（Gilead）的NUC（核苷）抑制剂（以前无法治疗埃博拉病毒）似乎使美国华盛顿的2019-nCov（SARS-CoV-2）患者受益，但尚不清楚该药物是否会对其他患者有效抵抗病毒体。患者样本表明，2019-nCov（SARS-CoV-2）正在积极获得可能使其逃脱抗病毒药物的新突变。这对常规药物和疫苗的开发提出了严峻的挑战。
2020年2月18日，哈佛医学院Pier Paolo Pandolfi团队在Cell Research 在线发表题为“Virus against virus: a potential treatment for 2019-nCov (SARS-CoV-2) and other RNA viruses”的文章，该文章首次提出CRISPR / Cas13d系统可能是一种用于治疗和预防RNA病毒感染的直接，灵活和快速的新颖方法。在对患者进行治疗性应用之前，需要进一步的研究来确定该系统在消除动物模型中的2019-nCov（SARS-CoV-2）和其他病毒方面的安全性和有效性。如果被证明是有效的，这种治疗方法将为全世界的患者提供更多选择，以对抗威胁生命的病毒。
新型冠状病毒2019-nCov（2020年2月12日被ICTV Coronaviridae研究组命名为SARS-CoV-2）引起严重的呼吸道疾病，并迅速在全球传播。截至2020年2月18日，中国报告了72436例确诊的COVID-19和1868例死亡人数。这些数字每天都会更新，而且预计还会进一步增加。这就迫切需要对致命疾病进行有效治疗。但是，当前的抗病毒药物对2019-nCov（SARS-CoV-2）的作用有限。尽管吉利德（Gilead）的NUC（核苷）抑制剂（以前无法治疗埃博拉病毒）似乎使美国华盛顿的2019-nCov（SARS-CoV-2）患者受益，但尚不清楚该药物是否会对其他患者有效抵抗病毒体。
研究人员对来自中国，美国和澳大利亚的19位患者的2019-nCov（SARS-CoV-2）RNA基因组的分析表明，这些病毒的序列存在差异（图1a）。这些差异主要是单核苷酸变异。图1b显示了一个单核苷酸变异的例子，该变异导致2019-nCov ORF8（SARS-CoV-2）的ORF8氨基酸62和84发生变化，这是一种与冠状病毒从蝙蝠向人类过渡有关的多肽。患者样本表明，2019-nCov（SARS-CoV-2）正在积极获得可能使其逃脱抗病毒药物的新突变。这对常规药物和疫苗的开发提出了严峻的挑战。
研究人员已使用CRISPR / Cas13d技术在实验室中实施了一种灵活高效的靶向RNA的方法，该系统可用于特异性靶向2019-nCov（SARS-CoV-2）RNA基因组，从而限制其繁殖能力。为了功能上破坏病毒，研究人员同时靶向ORF1ab和S的引导RNA（gRNA），它们代表病毒的复制转录酶（ORF1ab）和Spike蛋白（S）。吉利德的NUC抑制剂remdesivir具有与HIV逆转录酶抑制剂相似的化学结构，目前正在2019-nCov（SARS-CoV-2）的临床试验中进行测试。
CRISPR / Cas13d是一种RNA导向，靶向RNA的CRISPR系统。为了切割2019-nCov（SARS-CoV-2）RNA基因组，Cas13d蛋白和包含与病毒RNA基因组特异性互补的RNA。 CRISPR / Cas13d系统的一个优势是其在设计指导RNA方面的灵活性，因为Cas13d的RNA靶向切割活性不依赖于特定相邻序列的存在，例如DNA编辑效应子Cas9的NGG基序。系统的这一独特功能满足了快速开发指导RNA的要求，以靶向可进化并可能逃脱传统药物的不同病毒变体。
研究人员总共设计了10,333个sgRNA，以特异性靶向2019-nCov（SARS-CoV-2）病毒RNA基因组的10个肽编码区，而不会影响人类转录组（图1d）。由于其理想的安全性，腺相关病毒（AAV）可以用作将Cas13d效应子传递给感染2019-nCov（SARS-CoV-2）的患者的载体。 Cas13d效应器的小尺寸使其适合通过导向RNA阵列进行“多合一” AAV递送，从而使该系统更有效地用于病毒清除和耐药性预防。Cas13d的表达可由组织特异性启动子驱动，以实现感染器官的精确治疗。此外，AAV具有高度特异于肺的血清型，肺是被2019-nCov感染的主要器官（SARS-CoV-2），因此可以用于CRISPR系统的靶向递送。
综上所述，研究人员认为CRISPR / Cas13d系统可能是一种用于治疗和预防RNA病毒感染的直接，灵活和快速的新颖方法。在对患者进行治疗性应用之前，需要进一步的研究来确定该系统在消除动物模型中的2019-nCov（SARS-CoV-2）和其他病毒方面的安全性和有效性。如果被证明是有效的，这种治疗方法将为全世界的患者提供更多选择，以对抗威胁生命的病毒。
参考消息：
https://www.nature.com/articles/s41422-020-0290-0
原文链接：https://mp.weixin.qq.com/s/uj051XJtkeu9Ok5Kstg10w
Copyright@2020 中国科学院成都文献情报中心
地址：成都市一环路南二段16号 邮编：610041