科学家使用 CRISPR–Cas9 基因编辑技术，成功提高了四只患有最常见类型肌肉营养不良症的狗的肌肉蛋白水平。这项进展可能加速针对人类对抗这种致命肌肉萎缩疾病的类似疗法的临床试验。
如果这种方法被证明对人类有效，它可能会从根本上改变杜氏肌营养不良症患者的疾病轨迹，这是一种罕见的遗传疾病，主要影响男孩。基因突变导致杜氏患者的肌肉细胞产生很少或不产生抗肌萎缩蛋白，这种蛋白质有助于肌肉吸收冲击并保护它们免受长期退化。这种破坏性疾病发生在大约每 3500 名男孩中，导致患者的肌肉从儿童早期开始逐渐分解。通常在青少年时期就让他们只能坐轮椅，并通常因心力衰竭或无法呼吸而导致早逝。目前尚无治愈方法。
一个由 U.T. 西南医学中心 领导的研究团队编辑了患有杜氏肌营养不良症的幼犬的肌肉细胞，以去除蛋白质更高产量的关键障碍——一段短的、有问题的蛋白质编码 DNA 片段，这种片段同时存在于犬类和人类患者中。干预后约两个月内，这些狗产生了更多的抗肌萎缩蛋白；与骨骼相连的肌肉中的水平从正常的 3% 到 90% 不等，具体取决于肌肉类型和使用的剂量。在心脏肌肉（治疗的关键目标）中，水平攀升至正常水平的 92% 之高。在患有杜氏肌营养不良症的人类中，抗肌萎缩蛋白可能几乎不存在——目前唯一可用的疗法是在研究人员表明它可以将抗肌萎缩蛋白恢复到正常水平的 不到 1% 后获得批准的。研究人员在《科学》(Science) 杂志上发表了他们的发现，他们表示没有检测到基因组其他区域的任何意外变化（基因编辑技术的一个常见担忧）——也没有证据表明该技术使狗生病。
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为了将这种基因编辑技术导入狗的肌肉，资深作者、U.T. 西南医学中心的分子生物学家 Eric Olson 和他的同事们改造了病毒作为递送载体，剥离了一些病毒自身的 DNA，为基因编辑机器货物腾出空间。一些病毒携带了 Cas9——用于切除肌肉细胞中阻碍抗肌萎缩蛋白产生的 DNA 序列的分子“剪刀”。其他病毒则携带了一个引导分子，以帮助 Cas9 识别它应该在哪里进行必要的切割。
Olson 的团队已经证明 CRISPR 可用于治疗啮齿动物和实验室中人类细胞的杜氏肌营养不良症，但这项新工作标志着在大型哺乳动物身上取得的首次成功。对于这项研究，该团队专注于测量蛋白质水平的恢复本身。它尚未探索干预措施如何改变狗的行为和日常生活。
CRISPR 基因编辑机器的一次注射在人类杜氏肌营养不良症患者体内可能持续多久仍是未知数。Olson 和他的同事希望这种干预措施可能只需一次剂量就足够持久，但他们需要进一步的结果才能更清楚地了解情况。西北大学遗传医学中心主任、遗传学家和心脏病专家 Elizabeth McNally 说，如果随着时间的推移需要更多治疗，患者可能无法使用相同的病毒载体。“身体可能会产生中和抗体，因此关于病毒递送部分有很多问题，”McNally 说，她也是 Olson 的 衍生公司 董事会成员，该公司试图将这项杜氏技术商业化，但未参与这项研究。
目前美国市场上唯一 批准 用于杜氏肌营养不良症的治疗方法——一种需要持续给药的注射药物——在帮助抗肌萎缩蛋白水平适度提高后，颇具争议地 获准用于人类。这种方法与 Olson 的方法不同，因为它作用于 RNA（DNA 最终转录成的分子），但使异常 DNA 序列保持不变，并且需要不断重新引入以确保健康的抗肌萎缩蛋白产生。批准疗法的公司 Sarepta Therapeutics 没有立即回应关于这项新研究的评论请求。哈佛大学干细胞生物学和再生医学教授 Amy Wagers 是一位杜氏肌营养不良症研究员，她没有参与这两种疗法，她说这两种疗法都可能联合使用以帮助提高抗肌萎缩蛋白。“我认为看到这项新工作现在从老鼠身上转化为大型动物模型真的很令人兴奋，”她补充道。然而，她说，“作者非常恰当地指出，这是一项初步研究，动物数量很少，随访时间也很短。”
Sarepta 批准的技术和 Olson 的实验性技术都针对杜氏肌营养不良症人群的一个子集：具有特定类型抗肌萎缩蛋白基因突变的患者，这影响了大约 13% 的该疾病患者。在美国，这大约影响 1300 到 1900 人。“我们需要在狗身上进行长期的安全性和有效性研究，”Olson 说。“如果这种情况持续下去，我们需要几年时间才能准备好在人体上进行测试。”