近日，意大利米兰圣拉斐尔基因治疗电信研究所（San Raffaele Telethon Institute for Gene Therapy，简称SR-Tiget）的研究团队发现，在利用CRISPR-Cas9技术结合AAV6病毒载体进行基因编辑时，血液干细胞可能会出现炎症反应及类似衰老（senescence-like）的状态，从而影响其长期造血能力。这一研究成果已发表于《Cell Reports Medicine》。
该研究由SR-Tiget课题组负责人、帕维亚高等研究学院副教授、纽约干细胞基金会Robertson学者Dr. Raffaella Di Micco领导，并与SR-Tiget所长Luigi Naldini教授及多家欧洲科研机构合作完成。
基因编辑潜藏的新挑战：干细胞的“早衰记忆”
基于同源重组修复（HDR）的基因编辑技术在治疗遗传性血液病方面展现出巨大潜力。然而，将其安全、有效地应用于临床仍面临不少挑战。特别是在体外实验成功后，如何在患者体内实现稳定且不损害干细胞功能的治疗效果，一直是科研界关注的难题。
Di Micco团队发现，CRISPR-Cas9基因编辑，尤其是在利用AAV6病毒载体引入修复模板时，会强烈激活DNA损伤反应（DNA damage response, DDR）及由p53和IL-1/NF-κB通路介导的炎症信号。这一过程会诱导部分造血干细胞进入类似细胞衰老的状态，导致其在移植后的再生能力下降。
“我们观察到，一部分经过编辑的造血干细胞出现了‘过早老化’的迹象。”Di Micco博士表示，“这会削弱它们在移植后的造血能力，进而影响基因治疗的长期效果。”
该研究第一作者、项目负责人Dr. Anastasia Conti补充道：“令人意外的是，这种类似衰老的特征在移植后数月仍然可见。我们的研究表明，干细胞对基因工程过程可能存在一种‘记忆’，这种负面效应并非短暂压力反应，而是会对干细胞功能产生持久影响。”
双管齐下：缓解“早衰”反应以提升治疗前景
为缓解这一问题，研究人员尝试了两种策略：一是暂时抑制p53信号通路，二是使用抗炎药物，特别是临床已批准的IL-1受体拮抗剂Anakinra。
结果显示，两种方法均可显著降低编辑后干细胞中的衰老标志物，并改善其重建健康血液系统的能力。值得注意的是，Anakinra还能减少如大片段缺失和染色体易位等潜在的基因毒性事件，安全性优于单独抑制p53。
“我们的研究显示，在基因编辑过程中调控炎症与衰老相关反应，有助于保持干细胞活性，并实现长期、稳定、多克隆的造血重建。”Di Micco博士总结道。
这一发现不仅有助于解释近年来HDR基因编辑临床试验中出现的一些问题，也为提高治疗效果提供了可行的解决方案。研究团队认为，这一策略对于需要长期造血干细胞植入和基因校正的疾病，如免疫缺陷病或骨髓衰竭综合征，具有重要意义。
