表观基因组编辑:如何在不改写DNA的情况下改变基因的工作方式

作者: Elena HealthEnergy

表观基因组编辑:如何在不改写DNA的情况下改变基因的工作方式-1
这是关于表观基因组编辑,或表观遗传编辑——控制附着在DNA上的分子标记、并调控基因活性的技术。

每个新生儿从父母那里得到的几乎是一张白纸:在受精过程中,父母细胞中因压力、营养和毒素而积累的表观基因组标记通过分子重编程机制被擦除。这使得每一代人都能以干净的表观遗传记录开始生活——就像音乐家翻过乐谱的一页,准备演奏新的旋律。但是,如果我们能在成年人身上重现这种自然的修复机制,当表观基因组因疾病而受损时,会怎样?科学家们现在正试图做到这一点——不是改变基因序列本身,而只是调节它们的活动。

这里说的是表观基因组编辑,即表观遗传编辑——一种管理附着在DNA上并控制基因活性的分子标记的技术。这些化学修饰——主要是DNA甲基化和组蛋白乙酰化——在压力、营养、感染和毒素的影响下积累,年复一年,日积月累。如果DNA是乐谱上的音符,那么表观基因组就是指挥家的标记,指示哪里演奏得更响亮,哪里跳过小节,哪里插入停顿。与基因组不同,这些标记在人的一生中不断变化,以响应环境,并可能增加慢性炎症、哮喘、心血管疾病以及癌症的风险。

传统的基因编辑工具,如CRISPR/Cas9,会直接在“本质”——即DNA序列本身——中引入永久性改变。这些改变是不可逆的,会传递给下一代,需要极其谨慎。新的表观基因组编辑技术旨在修复的不是基因本身,而是它们的“环境”——即环境和疾病留下的累积痕迹,同时保持DNA本身不受影响。

Tune Therapeutics公司在测试这种方法方面已经走在了最前列。其药物TUNE-401是首个用于治疗慢性乙型肝炎的表观遗传编辑器。乙型肝炎病毒影响全球超过240百万人,目前的治疗很少能实现功能性治愈:每年只有不到百分之一的患者实现病毒完全清除。在2024年初,开始了1b/2a期临床试验。而在2026年六月,Tune Therapeutics公布了首批数据,证明在患者肝脏中实现了对病毒活性的表观遗传抑制。表观基因组编辑器使肝细胞中的病毒基因沉默,而不影响患者的细胞DNA或病毒基因组本身的结构。

据基因编辑领域的顶尖专家、Tune Therapeutics的联合创始人之一费奥多尔·乌尔诺夫称,环境因素确实会在表观基因组标记层面改变基因的工作方式。类似的方法也在考虑用于降低胆固醇水平以及治疗其他心脏代谢疾病:与其阻断蛋白质或敲除基因,不如在表观遗传标记层面温和地“调低”负责其产生的基因。这为治疗一类疾病开辟了道路,这些疾病并非由突变或遗传缺陷引起,而是由生活方式和环境影响的长期后果所致。

然而,重要的是要清醒地评估其局限性。目前临床数据仅限于一种处于早期试验阶段的药物。这种干预的长期效果仍有待研究。与经典的基因组编辑不同,表观基因组的变化似乎是可逆的——这降低了不可逆伤害的风险,但同时也需要重复治疗或持续治疗。研究尚未提供关于对邻近基因或身体其他组织可能产生的副作用的完整图景。效果持久性也存在问题:表观遗传变化在治疗停止后能否长期保持?

擦除过去的生物学伤疤——疾病和压力积累的表观基因组损伤——的可能性听起来很有希望,但在广泛应用之前需要谨慎和仔细验证。这项技术并不能取代健康生活方式、预防和增强免疫力的必要性。相反,它为医学常规武器库增添了一种新工具,用于那些已经造成过去损伤的情况。

最终,表观基因组编辑的成功不仅取决于技术的精确性和安全性,还取决于一个更深层次的问题:社会在多大程度上愿意投资于早期预防和疾病前阶段的干预,而不是等到疾病全面爆发并需要采取紧急救治措施?

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来源

  • A Newer Kind of Gene Editing Promises to Edit ‘Nurture’ Over ‘Nature’

  • Tune Therapeutics Presents Positive Phase 1b/2a Proof of Concept Data on TUNE-401: a First-in-Class Epigenetic Silencer for Patients with Hepatitis B at EASL 2026

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