新型冠狀病毒2019-nCov（2020年2月12日被ICTV Coronaviridae研究組命名為SARS-CoV-2）引起嚴重的呼吸道疾病，並迅速在全球傳播。截至2020年2月18日，中國報告了72436例確診的COVID-19和1868例死亡人數。這些數字每天都會更新，而且預計還會進一步增加。這就迫切需要對致命疾病進行有效治療。但是，當前的抗病毒藥物對2019-nCov（SARS-CoV-2）的作用有限。儘管吉利德（Gilead）的NUC（核苷）抑制劑（以前無法治療伊波拉病毒）似乎使美國華盛頓的2019-nCov（SARS-CoV-2）患者受益，但尚不清楚該藥物是否會對其他患者有效抵抗病毒體。患者樣本表明，2019-nCov（SARS-CoV-2）正在積極獲得可能使其逃脫抗病毒藥物的新突變。這對常規藥物和疫苗的開發提出了嚴峻的挑戰。
2020年2月18日，哈佛醫學院Pier Paolo Pandolfi團隊在Cell Research 在線發表題為「Virus against virus: a potential treatment for 2019-nCov (SARS-CoV-2) and other RNA viruses」的文章，該文章首次提出CRISPR / Cas13d系統可能是一種用於治療和預防RNA病毒感染的直接，靈活和快速的新穎方法。在對患者進行治療性應用之前，需要進一步的研究來確定該系統在消除動物模型中的2019-nCov（SARS-CoV-2）和其他病毒方面的安全性和有效性。如果被證明是有效的，這種治療方法將為全世界的患者提供更多選擇，以對抗威脅生命的病毒。
新型冠狀病毒2019-nCov（2020年2月12日被ICTV Coronaviridae研究組命名為SARS-CoV-2）引起嚴重的呼吸道疾病，並迅速在全球傳播。截至2020年2月18日，中國報告了72436例確診的COVID-19和1868例死亡人數。這些數字每天都會更新，而且預計還會進一步增加。這就迫切需要對致命疾病進行有效治療。但是，當前的抗病毒藥物對2019-nCov（SARS-CoV-2）的作用有限。儘管吉利德（Gilead）的NUC（核苷）抑制劑（以前無法治療伊波拉病毒）似乎使美國華盛頓的2019-nCov（SARS-CoV-2）患者受益，但尚不清楚該藥物是否會對其他患者有效抵抗病毒體。
研究人員對來自中國，美國和澳大利亞的19位患者的2019-nCov（SARS-CoV-2）RNA基因組的分析表明，這些病毒的序列存在差異（圖1a）。這些差異主要是單核苷酸變異。圖1b顯示了一個單核苷酸變異的例子，該變異導致2019-nCov ORF8（SARS-CoV-2）的ORF8胺基酸62和84發生變化，這是一種與冠狀病毒從蝙蝠向人類過渡有關的多肽。患者樣本表明，2019-nCov（SARS-CoV-2）正在積極獲得可能使其逃脫抗病毒藥物的新突變。這對常規藥物和疫苗的開發提出了嚴峻的挑戰。
研究人員已使用CRISPR / Cas13d技術在實驗室中實施了一種靈活高效的靶向RNA的方法，該系統可用於特異性靶向2019-nCov（SARS-CoV-2）RNA基因組，從而限制其繁殖能力。為了功能上破壞病毒，研究人員同時靶向ORF1ab和S的引導RNA（gRNA），它們代表病毒的複製轉錄酶（ORF1ab）和Spike蛋白（S）。吉利德的NUC抑制劑remdesivir具有與HIV逆轉錄酶抑制劑相似的化學結構，目前正在2019-nCov（SARS-CoV-2）的臨床試驗中進行測試。
CRISPR / Cas13d是一種RNA導向，靶向RNA的CRISPR系統。為了切割2019-nCov（SARS-CoV-2）RNA基因組，Cas13d蛋白和包含與病毒RNA基因組特異性互補的RNA。 CRISPR / Cas13d系統的一個優勢是其在設計指導RNA方面的靈活性，因為Cas13d的RNA靶向切割活性不依賴於特定相鄰序列的存在，例如DNA編輯效應子Cas9的NGG基序。系統的這一獨特功能滿足了快速開發指導RNA的要求，以靶向可進化並可能逃脫傳統藥物的不同病毒變體。
分析來自不同國家感染患者的2019-nCov（SARS-CoV-2）病毒之間的基因組變異以及用於治療2019-nCov（SARS-CoV-2）病毒感染並應對其演變的靈活CRISPR / Cas13d策略
研究人員總共設計了10,333個sgRNA，以特異性靶向2019-nCov（SARS-CoV-2）病毒RNA基因組的10個肽編碼區，而不會影響人類轉錄組（圖1d）。由於其理想的安全性，腺相關病毒（AAV）可以用作將Cas13d效應子傳遞給感染2019-nCov（SARS-CoV-2）的患者的載體。 Cas13d效應器的小尺寸使其適合通過導向RNA陣列進行「多合一」 AAV遞送，從而使該系統更有效地用於病毒清除和耐藥性預防。Cas13d的表達可由組織特異性啟動子驅動，以實現感染器官的精確治療。此外，AAV具有高度特異於肺的血清型，肺是被2019-nCov感染的主要器官（SARS-CoV-2），因此可以用於CRISPR系統的靶向遞送。
綜上所述，研究人員認為CRISPR / Cas13d系統可能是一種用於治療和預防RNA病毒感染的直接，靈活和快速的新穎方法。在對患者進行治療性應用之前，需要進一步的研究來確定該系統在消除動物模型中的2019-nCov（SARS-CoV-2）和其他病毒方面的安全性和有效性。如果被證明是有效的，這種治療方法將為全世界的患者提供更多選擇，以對抗威脅生命的病毒。
參考消息：
https://www.nature.com/articles/s41422-020-0290-0