CRISPR-Cas9系統是基因組編輯的強大工具，可以精確修飾特定的DNA序列。正在進行許多努力以使用CRISPR-Cas9系統來治療性地糾正人類遺傳疾病。最廣泛使用的Cas9直系同源物來自金黃色葡萄球菌（SaCas9）和釀膿鏈球菌（SpCas9）。鑒于這兩種細菌以很高的頻率感染人群，在體內是否預先存在的適應性免疫應答對于這兩種Cas9，還不是很清楚。

2019年1月29日，斯坦福大學Porteus及Weinberg共同通訊在Nature Medicine在線發表題為“Identification of preexisting adaptive immunity to Cas9 proteins in humans”的研究論文，該論文通過使用酶聯免疫吸附試驗探測人血清中抗Cas9抗體的存在，有趣的而是，該研究分別發現在78％和58％的供體中檢測到針對SaCas9和SpCas9的抗體。另外，該研究還發現78％的抗SaCas9 T細胞和67％的供體中的抗SpCas9 T細胞，這表明針對兩種直系同源物的抗原特異性T細胞的高流行性。總之，這些數據表明，人類中存在針對Cas9的預先存在的體液和細胞介導的適應性免疫應答，當CRISPR-Cas9系統向臨床試驗轉移時應該考慮這一發現。

該研究結果為CRISPR-Cas9系統的治療應用提出了重要的新考慮因素。 研究人員相信，隨著這項技術被轉化為人類的臨床應用，該研究結果將激發基因組編輯界關于安全性和有效性的重要討論。

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基因組編輯是一種用于精確改變細胞DNA序列的方法，廣泛用作研究工具，正在開發用于創建治療人類疾病的基因療法。 CRISPR-Cas9系統已被證明是一種強大的基因組編輯工具，因為它使用起來相對簡單，具有特定的位點活性，并且具有有限的脫靶效應。 CRISPR-Cas9系統由Cas9核酸酶組成，當與短導向RNA結合時，可以指導Cas9核酸酶在真核和原核基因組中的多種DNA序列中產生雙鏈斷裂。因此，該技術可以通過非同源末端連接敲除靶基因或使用同源重組將新DNA序列摻入基因組來適應臨床應用。

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這些技術被用于創建新的細胞療法，通過體外編輯細胞，然后將工程細胞移植到患者或通過使用病毒載體遞送CRISPR-Cas9系統體內編輯患者細胞（主要是重組腺相關病毒（AAV）載體）或納米顆粒。例如，在使用該系統離體編輯造血干細胞以治療鐮狀細胞病以及體內治療諸如肌營養不良癥和色素性視網膜炎的病癥方面取得了實質性進展。

Cas9預先存在的體液免疫的鑒定

雖然已經表征了多種Cas9直向同源物，但最常用的是來自金黃色葡萄球菌和化膿性鏈球菌。由于其較小的尺寸，使其更容易包裝到AAV載體中，金黃色葡萄球菌Cas9直向同源物（SaCas9）主要用于體內編輯應用。另一方面，化膿性鏈球菌Cas9直向同源物（SpCas9）已被證明在體外細胞的臨床前編輯中以及在體內編輯中具有很大的治療潛力。

結果總結

金黃色葡萄球菌和化膿性鏈球菌是常見的人類共生體，也可以是致病性的。大約40％的人群被金黃色葡萄球菌定植，并且20％的學齡兒童被化膿性鏈球菌定植，抗體和針對這兩種細菌的T細胞在成人中以高百分比形成 。其中重組金黃色葡萄球菌Cas9在小鼠中表達的先前工作發現了對Cas9的明顯的適應性免疫應答，表明一些Cas9變體可以作為哺乳動物中的抗原。

鑒定人類中Cas9特異性T細胞應答

人體中預先存在的適應性免疫應答的存在可能阻礙CRISPR-Cas9的安全和有效使用，或在用CRISPR-Cas9系統治療患者時引起顯著的毒性。因此，人類適應性免疫應答可能是基因治療安全性和有效性的重要障礙，并且無法使用非人類系統進行可靠評估。如果人類對Cas9具有預先存在的適應性免疫應答，那么基于Cas9的療法可能會遇到類似的問題。

Cas9特異性T細胞的分離和再刺激

在這項研究中，研究人員研究了人類是否對兩種最常用的Cas9直向同源物具有適應性免疫力。該論文通過使用酶聯免疫吸附試驗探測人血清中抗Cas9抗體的存在，有趣的而是，該研究分別發現在78％和58％的供體中檢測到針對SaCas9和SpCas9的抗體。另外，該研究還發現78％的抗SaCas9 T細胞和67％的供體中的抗SpCas9 T細胞，這表明針對兩種直系同源物的抗原特異性T細胞的高流行性。總而言之，可以清楚地檢測出人類高頻率Cas9直向同源物的預先存在的體液和細胞免疫力，這對Cas9治療疾病的安全和有效使用提出了潛在的障礙。

該研究結果為CRISPR-Cas9系統的治療應用提出了重要的新考慮因素。 研究人員相信，隨著這項技術被轉化為人類的臨床應用，該研究結果將激發基因組編輯界關于安全性和有效性的重要討論。(生物谷Bioon.com）

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