CRISPR靶向表观基因组的新战场

少数初创企业正在测试一类全新疗法，通过靶向特定表观遗传标志物，治疗从高胆固醇到罕见肌肉病的多种疾病

2021年末，安伯·萨尔兹曼收到一份面试邀约，但她本无意入职这家公司。彼时Epicrispr生物科技刚成立不久，正在物色首席执行官，十分看重拥有数十年制药行业从业经验的萨尔兹曼。她答应参加面谈，纯粹是帮一位猎头的忙——这位猎头此前曾协助她在另一家公司敲定核心岗位，她对加入初创企业毫无热情。

会面进行到一半，她改变了想法。Epicrispr创始人斯坦利·齐在白板上绘图讲解：公司计划开发基因疗法，但不去改动DNA本身的碱基序列，而是修改附着在DNA上的化学修饰标记，以此调控基因的开启与关闭。萨尔曼随即询问团队另一位成员：“我们主攻哪种疾病？”对方答道：“面肩肱型肌营养不良症（FSHD）。”

巨型表观遗传图谱，完整揭示衰老如何改写基因

萨尔兹曼对这种疾病再熟悉不过。面肩肱型肌营养不良症是一种遗传病，患者最先出现面部与上肢肌肉病变，后续会蔓延至全身，部分患者最终需要依靠轮椅代步。萨尔兹曼结婚35年的丈夫家族中，多位表亲与祖母罹患该病，所幸丈夫本人并未遗传致病基因。

家族的患病经历始终萦绕在她心头，但此前任职的所有岗位都没有机会攻克这种病症。“当时整个行业都没能厘清它的发病机制。”而与Epicrispr的这场谈话，让她找到了攻克该病的突破口。

萨尔兹曼最终接受邀约，出任公司首席执行官，正式投身靶向表观遗传编辑这一小众药物研发赛道。该技术核心思路是添加或清除表观遗传标记——也就是附着在DNA及缠绕DNA组蛋白上的化学基团；通过增减不同化学修饰，就能控制基因激活或沉默。

市面上已有部分药物能够影响表观遗传标记，但这类药物作用范围宽泛，缺乏靶向精准度。一批新生代科研团队研发出精准修饰特定基因表观标签的技术，总部位于加州南旧金山的Epicrispr便是其中一员。今年6月末，伊利诺伊州芝加哥举办国际面肩肱型肌营养不良症学术研讨会，Epicrispr成为全球首批公布表观编辑临床试验数据的企业。

加州大学伯克利分校生物学家费奥多尔·乌尔诺这样比喻表观遗传标记对细胞基因解读的巨大影响：修饰基因组上的表观标签，就如同操作混音台，同一套乐谱既能调出舒伯特古典曲风，也能改成泰勒·斯威夫特流行曲风。乌尔诺是多款基因编辑技术的开创者之一，同时在华盛顿西雅图联合创立了表观编辑企业Tune Therapeutics。

表观编辑：从理论走向临床

传统CRISPR基因编辑依靠切割DNA发挥作用，新一代表观编辑工具对这套体系进行了革新。传统CRISPR精度虽高，但仍存在脱靶切割风险，极易破坏正常基因。纽约威尔康奈尔医学院分子生物学家杰西卡·泰勒解释道：“表观编辑是极具临床潜力的疗法，它不会像普通基因编辑那样造成DNA脱靶突变。”

绝大多数表观编辑技术不会改动DNA碱基序列，仅修饰附着其上的化学标记，两大优势使其安全性大幅提升：第一，不存在错误切割DNA的风险；第二，规避DNA断裂后基因组重排的隐患。同时人体细胞的临床前实验证实，表观遗传修饰具备可逆性。

加拿大麦吉尔大学基因组与政策研究中心主任、生物伦理学家扬·若利提醒，表观调控机制作用强大，相关临床研究必须谨慎推进。“表观遗传修饰贯穿生物发育与生殖全过程，我们必须确保表观疗法安全施用，规避各类非预期副作用。”

“失活型”Cas9的诞生：不切割DNA的CRISPR

2012至2013年，多个独立研究团队接连发表论文，完整阐述CRISPR-Cas9编辑系统及其应用。传统CRISPR工作流程为：向导RNA定位基因组目标序列，Cas9核酸酶切割DNA双链。这项发现因改写基因的巨大潜力轰动全球，但当时很少有人意识到，生物学家早已开始改造CRISPR，试图调控基因表达，而非剪切、改写基因编码。

斯坦利·齐便是其中一位先驱，他曾在CRISPR奠基人詹妮弗·杜德纳的伯克利实验室深造。他的研究目标并非篡改基因序列，而是掌控细胞的基因调控程序。

齐在加州大学旧金山分校建立独立实验室，着手改造CRISPR-Cas9体系，让该系统能够精准锚定目标DNA，却不再执行剪切操作。2013年，齐与当时同在UCSF的生化学家乔纳森·魏斯曼、杜德纳共同研发出改造方案。这套失去核酸酶切割活性的Cas9被命名为“失活Cas9（dCas9）”。

研究团队将向导RNA与dCas9结合，再搭载可调控基因开关的功能蛋白，定向送至基因位点。细胞实验证实这套系统精准高效。如今任职于麻省理工学院的魏斯曼回忆：“那一刻我们意识到，这是一项颠覆性工具。”

核心成果论文发表后不久，齐将实验室迁至斯坦福大学，持续优化失活Cas9体系，并筛选出更小的同源蛋白Cas12F。传统细菌来源Cas9蛋白体积偏大，而小型Cas12F更易递送至细胞内部。

研究团队从古菌体内分离出Cas12F——古菌外形近似细菌，但演化谱系、细胞壁结构完全独立。Cas9约含1300个氨基酸，Cas12F仅500个左右。研发人员将失活Cas12F的基因序列装载至腺相关病毒（AAV），这种病毒对人体无致病性；病毒经静脉输注进入人体后，宿主细胞自主合成Cas12F蛋白，定向修饰靶点表观标记。

另一边，魏斯曼联合创办的波士顿企业nChroma优化了系统另一核心元件——甲基转移酶，该酶负责修饰表观标记。公司并未披露选用的具体酶亚型，但表示其体积小、催化效率极高。nChroma首席开发官珍妮·马洛威称：“坦白说，这是我们的核心技术壁垒。”

进入人体临床试验阶段

2025年，nChroma科研团队在小鼠与猴子身上完成临床前动物实验并发表论文：团队将表观编辑系统包裹于脂质纳米颗粒，静脉注射后可强效抑制PCSK9蛋白合成，该蛋白会升高低密度“坏胆固醇”。单次给药后，实验猴体内坏胆固醇水平下降约70%。

多款表观编辑疗法已启动人体临床试验。今年1月，nChroma启动慢性乙肝病毒表观沉默剂的一期给药。世界卫生组织数据显示，全球约2.4亿人罹患慢性乙肝，该病可诱发肝衰竭与肝癌。目前虽已有乙肝疫苗，但2019年数据显示全球15%儿童未完成全程接种；美国等多国不少家长受虚假健康信息误导，拒绝为孩子接种。

更棘手的是，现有药物无法彻底清除乙肝病毒。病毒存在特殊逃逸机制：病毒基因组片段会整合进人体DNA，持续合成蛋白干扰机体免疫应答。

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