精准基因校正通过Prime编辑恢复p47phox缺陷慢性肉芽肿病患者的NADPH氧化酶活性

亮点

PM359试验是临床基因组编辑的一个里程碑，首次在人体中应用Prime编辑技术纠正NCF1的delGT突变。两名研究参与者在接受骨髓消融预处理后，均迅速实现了中性粒细胞和血小板的稳定植入。最重要的是，该疗法恢复了中性粒细胞中的NADPH氧化酶活性，这一效果在整个随访期间得以维持。安全性与标准白消安预处理一致，未发现治疗相关严重不良事件或遗传毒性。

引言：慢性肉芽肿病的遗传挑战

慢性肉芽肿病（CGD）是一组罕见、危及生命的原发性免疫缺陷病，其特征是吞噬细胞无法产生超氧阴离子和其他活性氧物种（ROS）。这种缺陷源于编码NADPH氧化酶复合体亚基的基因突变。CGD患者常发生反复、严重的细菌和真菌感染，以及异常炎症并发症，如肉芽肿形成和炎症性肠病。虽然异基因造血干细胞移植（HSCT）可提供治愈，但常因供者不可用和移植物抗宿主病的风险而受限。常染色体隐性p47phox缺陷型CGD（p47-CGD）占全球CGD病例的约25%。其主要原因是NCF1基因第2外显子中高度特异性的两个核苷酸缺失（GT）。由于存在两个几乎相同的假基因NCF1B和NCF1C，这些假基因与功能性NCF1基因序列同源性超过98%，因此纠正这一特定突变历来十分困难。传统的基因编辑技术，如CRISPR-Cas9，在针对如此复杂的位点时，存在高风险的脱靶效应或大规模基因组重排。

p47-CGD的分子基础与NCF1难题

NCF1基因位于7号染色体上，编码p47phox蛋白，这是NADPH氧化酶复合体的关键胞质成分。delGT突变（c.75_76delGT）导致移码突变和提前终止密码子，从而完全缺乏功能性p47phox。NCF1基因座的结构复杂性是基因干预的主要障碍。因为功能性基因被已经含有delGT突变的假基因所包围，标准核酸酶编辑（依赖于双链断裂）可能触发染色体间重组或意外删除。然而，Prime编辑提供了“搜索和替换”功能，无需双链断裂（DSBs），显著降低了基因组不稳定的风险。通过使用催化受损的Cas9（切口酶）与逆转录酶和Prime编辑引导RNA（pegRNA）融合，研究人员可以精确地将缺失的GT核苷酸插入功能性NCF1基因，而不干扰周围的假基因。

研究设计与方法：PM359试验

PM359-101试验（NCT06559176）是一项1/2期、开放标签、单臂研究，旨在评估PM359的安全性、耐受性和有效性。PM359由自体CD34+造血干细胞和祖细胞（HSPCs）组成，这些细胞已通过体外Prime编辑技术纠正了delGT突变。该研究招募了两名经确认患有p47-CGD且有显著感染或炎症并发症史的患者。两名患者均接受了使用普乐沙福和G-CSF动员的CD34+细胞采集。收集的细胞经过处理、使用PM359系统编辑并冷冻保存。在输注前，参与者接受了白消安骨髓消融预处理以清除骨髓龛。主要终点包括PM359输注的安全性和中性粒细胞和血小板植入的时间。次要终点集中在外周血中校正NCF1等位基因的百分比以及中性粒细胞中超氧阴离子产生的恢复。

临床结果：植入与功能恢复

前两名参与者的初步结果非常令人鼓舞。参与者1和参与者2均表现出快速的血液学重建。中性粒细胞植入发生在14至21天内，血小板植入紧随其后。移植后的即刻安全谱与已知的白消安预处理毒性一致，包括暂时性黏膜炎和细胞减少症。植入后，对外周血细胞进行分子分析显示基因校正水平稳定。在两名患者中，大量循环中性粒细胞携带校正的NCF1等位基因。功能恢复通过DHR测定法评估，该方法测量刺激中性粒细胞的氧化爆发。输注后一个月内，两名患者均显示出明显的DHR阳性中性粒细胞群体。参与者1在6个月随访时保持了这一活性，参与者2在4个月时也显示了一致的结果。观察到的超氧阴离子产生水平通常被认为足以提供对CGD患者常见的危及生命感染的临床保护。

专家评论：为何选择Prime编辑？

PM359的成功标志着Prime编辑的临床成熟。与早期使用病毒载体（存在插入突变风险）或标准CRISPR-Cas9（可能导致意外基因组损伤）的基因疗法不同，Prime编辑提供了独特的手术精度，特别适用于像NCF1这样的复杂基因座。临床医生和研究人员强调，缺乏双链断裂是基因编辑安全性的“圣杯”。在CGD背景下，目标基因被假基因（decoys）包围，这种精度不仅是一个优势——它是必需的。然而，专家们也指出，尽管初步结果令人鼓舞，长期随访对于确保编辑干细胞群的持久性和监测任何延迟不良事件至关重要。白消安预处理仍然是患者的重大负担，未来该疗法的迭代可能会探索非基因毒性预处理方案，以改善整体效益-风险比。

结论

PM359试验首次提供了临床证据，证明Prime编辑可以安全有效地纠正人类造血干细胞中的致病突变，用于治疗原发性免疫缺陷。通过恢复p47-CGD患者的NADPH氧化酶活性，该疗法以前所未有的精度解决了疾病的根源。随着试验继续跟踪这些参与者并招募新的参与者，它为一个新时代的基因医学铺平了道路，在这个时代，以前被认为是“不可成药”或标准编辑风险太大的复杂突变可以高保真地纠正。

资金来源与ClinicalTrials.gov

本研究由Prime Medicine, Inc.资助。该临床试验已在ClinicalTrials.gov注册，编号为NCT06559176。

参考文献

Gori JL, Haddad E, Frangoul H, 等. Prime编辑用于p47phox缺陷慢性肉芽肿病. N Engl J Med. 2025;392(23). doi:10.1056/NEJMoa2509807. Anzalone AV, Randolph PB, Davis JR, 等. 无双链断裂或供体DNA的搜索和替换基因组编辑. Nature. 2019;576(7785):149-157. Seger RA. 慢性肉芽肿病的现代管理. Br J Haematol. 2008;140(3):255-266.