單純皰疹病毒（HSV）是皰疹病毒的典型代表，由于感染急性期發(fā)生水皰性皮炎即單純皰疹而得名。根據(jù)抗原特性的差別，HSV分為HSV-1和HSV-2兩種血清型。人是單純皰疹病毒（HSV）的天然宿主。HSV在人群中感染極為普遍，其中I型單純皰疹病毒（HSV-1），是全世界最常見的人類病毒之一，全世界50-90％的人口曾感染過該病毒。HSV病毒感染仍然是尚未被攻克的醫(yī)學(xué)難題，至今，既無疫苗可用，也無藥物可以根治。
HSV-1的感染可引起多種疾病，包括單純皰疹性腦炎，如果不及時(shí)治療，死亡率很高。近年來，HSV-1感染也被認(rèn)為是導(dǎo)致帕金森病和阿爾茲海默癥的重要因素。眼角膜的HSV-1感染可引起皰疹性基質(zhì)性角膜炎（HSK），這是感染性失明的首要原因。HSV-1感染角膜后，可在三叉神經(jīng)節(jié)潛伏，形成病毒庫。在全球范圍內(nèi)，估計(jì)每年有150萬個(gè)角膜HSV復(fù)發(fā)案例，至少造成4萬人失明。
在臨床上，存在不少病毒性角膜炎患者接受角膜移植復(fù)明不久，HSV病毒顆粒再次從神經(jīng)節(jié)釋放導(dǎo)致角膜移植失敗的案例。目前HSV-1感染導(dǎo)致的病毒性角膜炎的一線治療藥物是阿昔洛韋（ACV），然而仍不能根治。在阿昔洛韋問世以來的半個(gè)世紀(jì)內(nèi)，仍然沒有出現(xiàn)一種可以清除角膜和三叉神經(jīng)節(jié)內(nèi)病毒的醫(yī)療技術(shù)。因此，病毒性角膜炎至今都是無法根治的眼科疾病。如何在保證安全的基礎(chǔ)上，直接降解病毒的基因組，甚至從根源上有效清除潛伏在三叉神經(jīng)節(jié)內(nèi)的HSV成為了一個(gè)新的研究方向。
在一次學(xué)術(shù)活動(dòng)上，上海交通大學(xué)系統(tǒng)生物醫(yī)學(xué)研究院基因編輯與病毒學(xué)背景的蔡宇伽教授與研究角膜病的臨床醫(yī)生洪佳旭經(jīng)過交流后，決定聯(lián)手去攻克病毒性角膜炎這個(gè)醫(yī)學(xué)難題。該研究基于蔡宇伽團(tuán)隊(duì)前不久開發(fā)的我國原創(chuàng)性基因治療遞送技術(shù)——類病毒體-mRNA遞送平臺(tái)（VLP-mRNA）。使用該遞送平臺(tái)，研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了CRISPR體內(nèi)基因編輯治療病毒性角膜炎的臨床前研究，有效抑制了HSV-1病毒復(fù)制，成功治愈了皰疹性角膜炎的模型小鼠，防止了病毒復(fù)發(fā)。
研究團(tuán)隊(duì)將該技術(shù)命名為 HELP（HSV-1-Erasing Lentiviral Particles）。HELP技術(shù)突破了現(xiàn)有的阿昔洛韋等傳統(tǒng)小分子藥物的局限，可以直接清除體內(nèi)潛伏的病毒，有望給病毒性角膜炎患者帶來根本上的治愈。
研究團(tuán)隊(duì)首先設(shè)計(jì)了兩條靶向HSV-1生命周期中的關(guān)鍵基因的向?qū)NA（gRNA），以使Cas9可以在HSV-1基因組上直接剪切，造成其降解。為了使得基因編輯更為安全，研究人員使用了新型的基因編輯遞送技術(shù)，即VLP-mRNA，來遞送Cas9 mRNA。VLP-mRNA可以同時(shí)遞送Cas9和gRNA，克服了長期以來AAV遞送攜帶能力過小的問題，以及長時(shí)間表達(dá)Cas9的帶來的安全風(fēng)險(xiǎn)。VLP-mRNA技術(shù)近日獲得了國家專利授權(quán)，并成功實(shí)現(xiàn)了成果轉(zhuǎn)化。該技術(shù)可以最大限度的減少CRISPR基因編輯的脫靶風(fēng)險(xiǎn)，是目前最先進(jìn)的體內(nèi)基因編輯遞送技術(shù)，有望引領(lǐng)基因編輯的‘二次革命’。
為了證明HELP的抗病毒效果，蔡宇伽和洪佳旭研究團(tuán)隊(duì)采用了預(yù)防型、治療型和復(fù)發(fā)型三種不同的小鼠感染模型。研究人員發(fā)現(xiàn)，HELP在這三種不同的HSV感染模型上，均有效地阻止了HSV-1的復(fù)制，并防止了皰疹性基質(zhì)性角膜炎的發(fā)生（圖2）。
研究人員發(fā)現(xiàn)了HELP可以從角膜逆行運(yùn)輸?shù)饺嫔窠?jīng)節(jié)，清除HSV-1病毒庫的證據(jù)（圖3）。作為對(duì)照，傳統(tǒng)藥物阿昔洛韋（ACV）盡管也可以抑制角膜內(nèi)的病毒復(fù)制，卻無法對(duì)三叉神經(jīng)節(jié)內(nèi)的病毒起到任何限制作用（圖3）。此外，研究者利用捐獻(xiàn)者角膜也觀察到HELP可以有效的清除人角膜內(nèi)的HSV-1病毒。
CRISPR基因編輯技術(shù)的誕生為許多疾病治療帶來了全新見解，但其潛在脫靶性在很大程度上限制了臨床應(yīng)用的進(jìn)度，考慮到脫靶性可能帶來的安全性問題，研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了全基因組測序，并未發(fā)現(xiàn)HELP引起脫靶現(xiàn)象。這可能跟HELP技術(shù)是以mRNA的形式完成Cas9的遞送有關(guān)?；趍RNA遞送的CRISPR，基因編輯酶Cas9在體內(nèi)停留時(shí)間很短。因而，基因編輯是瞬時(shí)的，可最大限度的降低脫靶風(fēng)險(xiǎn)和減少免疫反應(yīng)。(生物谷Bioon.com）
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