撰文丨王聪
编辑丨王多鱼
排版丨水成文
在过去的十几年中，基于 CRISPR-Cas9 的基因编辑技术的快速发展为分子生物学领域带来了革命性变化，如今，我们几乎可以以单核苷酸的精度对任何基因进行精确操作。特别是碱基编辑器（Base Editor）、先导编辑器（Prime Editor）的最近发展，它们能够实现单核苷酸转换、缺失/插入，甚至整个基因片段的插入，而不需要产生双链 DNA 断裂，代表着基因组编辑领域的重大进展。
然而，如何高效、安全递送这些基因编辑工具，仍然面临着挑战。
病毒载体，尤其是腺相关病毒（AAV），在体内基因组编辑中得到了广泛应用。尽管 AAV 具有安全性和有效性，但它们也存在局限性，比如载体容量有限、潜在的免疫原性以及由于其长期存在而可能在靶点和非靶点位置引发插入突变和意外突变的风险。其他病毒载体，包括在 CAR-T 细胞疗法中常用的慢病毒，会整合到宿主基因组中，这可能会引发恶性肿瘤等安全问题。
无论采用何种递送方式，基因编辑工具的长期表达都会增加脱靶效应和免疫反应的风险。因此，需要开发出能让递送物质仅在有限时间内存在，足以完成预期的编辑操作但又不会因长期表达而产生有害影响的递送系统。脂质纳米颗粒（LNP）作为一类递送核酸的非病毒递送载体受到了关注。然而，它们通常器官或细胞类型特异性有限，并且需要复杂的配方和优化才能实现高效递送。
2025 年 4 月 9 日，德国慕尼黑工业大学的研究人员在国际顶尖学术期刊 Cell 上发表了题为：Engineered nucleocytosolic vehicles for loading of programmable editors 的研究论文。
基因编辑疗法的“最后一公里”难题
CRISPR-Cas9 基因编辑技术，以及新一代的碱基编辑器（Base Editor）、先导编辑器（Prime Editor），虽已成熟，但将其应用于疾病治疗时，传统的递送方法存在明显短板：
病毒载体：常用的慢病毒载体或腺相关病毒（AAV）载体存在整合风险，还可能引发免疫反应，且载体容量有限，难以装在碱基编辑器和先导编辑器；
脂质纳米颗粒（LNP）：会向肝脏富集，通常难以靶向特定器官或细胞，且递送效率不足，导致基因编辑效率不稳定；
存在长期表达风险：递送（尤其是病毒载体递送的）的基因编辑工具在体内长期存在，可能导致脱靶效应。
在这项最新研究中，研究团队另辟蹊径，选择了类病毒颗粒（VLP，也叫做病毒样颗粒）——这是一类去除了病毒遗传物质的“空壳”，既能模拟病毒的感染能力，又避免了潜在的安全隐患。
优化的VLP——ENVLPE
类病毒颗粒（VLP）递送系统具有几个优势，能够利用具有不同嗜性的已知病毒的多样性来调节其对细胞或器官/组织的靶向性；VLP 还能够以核糖核蛋白（RNP）的形式封装和递送基因编辑器，不含有 DNA 成分，因此不会有插入突变的风险；此外，也不会因病毒成分或转基因成分的持续表达而激活宿主免疫应答。
在这项研究中，研究团队开发了工程优化的 VLP——装载可编程编辑器的工程化核质运输载体（ENVLPE），通过引入 GCN4 蛋白，构建了效率更高的 ENVLPE+，其能够高效递送 mRNA、CRISPR-Cas9（包括CRISPRa、CRISPRi）、碱基编辑器（BE）以及先导编辑器（PE）。
1、智能导航系统：核质穿梭技术
传统的 VLP 只能在细胞质包装编辑工具，而基因编辑需要在细胞核中进行。研究团队在载体蛋白上安装了“核定位信号+核输出信号”，实现自主穿梭细胞核，将基因编辑器编辑直接打包运输。
2、精准抓取机制：PP7 适配体锁扣
通过基因工程在 gRNA 末端添加 PP7 适配体，就像给包裹贴上专属条形码。载体蛋白上的 PP7 结合域（PCP）能精准识别并抓取完整的 RNP ，确保只包装“装配完毕”的有效编辑工具。
3、防降解装甲：Csy4 蛋白护盾
针对先导编辑器中易降解的 pegRNA，研究团队引入细菌蛋白 Csy4。它能像“保护罩”般牢固结合 RNA 末端，实验结果显示，可使先导编辑效率提升 20 倍，成功解决了先导编辑效率不足这一长期技术痛点。
在体内和体外显示出卓越的编辑效果
在两种遗传性视网膜病变小鼠模型中，ENVLPE+ 系统递送的先导编辑器展现卓越效果：
rd6 模型（视网膜色素变性）：单次注射后，关键蛋白 MFRP 表达恢复，电生理检测显示光信号响应提升 5.5 倍；
rd12 模型（莱伯氏先天性黑蒙症）：成功修复 RPE65 基因突变，视网膜中 11-顺式视黄醛（视觉必需分子）恢复至正常水平的 20%。
此外，ENVLPE+ 系统递送的碱基编辑器在人类 T 细胞中实现双基因敲除（B2M + TRBC1/2），效率高达90%，为 CAR-T 细胞治疗提供了更安全高效的解决方案。
总的来说，该研究开发了一种高效且多功能的新型类病毒递送载体——ENVLPE，其能够将所有主要的 RNA 引导的基因编辑工具以 RNP 形式递送到多种细胞类型中，避免了 DNA 整合风险，并在人类原代 T 细胞以及两种遗传性视网膜疾病小鼠模型中展现了卓越的编辑效果，凸显了其治疗潜力。