尽管医学和研究界做出了最大努力，心血管疾病(CVD)正在变得更糟，而不是更好。由于其固有的复杂性，今天的CVD研究和治疗主要集中在对已知风险因素的警惕筛查和致病过程的管理上。但是这些方法并没有阻止该疾病的潮流；心血管疾病仍然是导致死亡、虚弱和生活质量下降的主要原因之一。
科学家和观察家都认为CRISPR/Cas基因编辑技术是革命性的。宾夕法尼亚大学的研究人员Kiran Musunuru致力于为CVD寻找更持久的治疗方案，“‘一次性’疗法将彻底改变慢性疾病，这是基因编辑能够为心血管疾病疗法带来的最大优势。 

心血管疾病的“治愈”？

高血浆胆固醇水平与CVD风险增加有关，而蛋白质PCSK9是胆固醇产生的主要调节剂。2014年，当时在哈佛干细胞研究所工作的Musunuru研究团队使用CRISPR/Cas选择性地永久敲除Pcsk9小鼠肝脏中的基因，在四天内显着降低血浆胆固醇水平，没有观察到意外突变。两年后，他们在移植了人类肝细胞的小鼠身上完成了同样的事情，在有效性和安全性方面证明了类似的结果。

Musunuru沉思道：“想象一下，你接受了一种基因编辑疗法，可以关闭肝脏中产生胆固醇的基因——与你余生中每天服用他汀类药物的效果基本相同，但只需要一次治疗。”把这个概念比作疫苗接种，一次注射可以保护一个人终生。

除了直接的生理益处外，据Musunuru称，这种治疗策略的最大优势之一是，它需要完全不遵守药物治疗方案。“如果你看各种研究，只有大约一半的患者在心脏病发作一年后仍在定期服用药物，这是一个巨大的问题。”

研究规则的改变者

CRISPR/Cas基因编辑技术是CVD研究的游戏规则改变者。来自不列颠哥伦比亚大学的临床医生兼科学家Liam Brunham研究遗传变异如何影响脂质和滑轮水平，以及对治疗药物的反应。对他来说，CRISPR 的易用性在创建疾病模型时，在基因组环境中改变基因的使用、精度、效率和能力使其比现有的基因编辑策略具有相当大的优势。以前创建转基因啮齿动物模型需要数年时间，现在可以在短短三周内做到。此外，模型创建过程已被简化为在一代内完成，这意味着它现在可以用于具有更长妊娠周期的动物。

这对于CVD研究至关重要。目前，啮齿动物模型因其可获得性、快速繁殖周期和遗传延展性而非常受欢迎。然而，啮齿动物生理学与人类截然不同，啮齿动物对CVD的反应与人类不同。较大的动物，如兔子、狗，尤其是猪，在生理和基因上与人类更相似，但从基因编辑的角度来看，操纵起来要困难得多——直到现在依然如此。

“CRISPR在小鼠胚胎中的效果与在几乎任何其他物种的胚胎中的效果一样好，所以现在你可以很容易地制作所有这些转基因动物——老鼠、猪、猴子—，”Musunuru说：“我们可以用来研究疾病的动物模型的这种多样化具有变革性，而且我们已经使用这些我们无法从啮齿动物身上获得的大型动物对[CVD]有了更多的了解。”

前景仍需谨慎乐观

基于CRISPR的基因编辑，就像任何其他新生的治疗方法一样，并非没有风险。例如，如果基因改造导致不可预见的负面影响，永久性可能是其最大的特点，可能是毁灭性的。Brunham认为这个问题：“自从CRISPR作为一种可以在人类细胞中工作的基因编辑器首次出现以来，只有八年了。随着该技术的‘更新迭代’，例如碱基编辑、主要编辑和表观基因组编辑，我们实际上可能会发展出逆转基因组通常会发生永久性变化的能力。”

另一个潜在的问题是，心血管系统，尤其是心脏，再生能力相对有限。因此，对心血管系统组织和器官的任何物理损伤即使不是永久性的，也会长期持续存在。这些通常会引发额外的合并症。目前，基因编辑疗法作为预防措施具有更大的潜力，而且Brunham和Musunuru都没有意识到任何研究表明CRISPR在促进心血管组织修复和再生方面的作用。Musunuru说，“预防心血管疾病比事后解决问题要好得多。”

然而，Musunuru不愿意完全关闭可能使用基因编辑来修复受损组织的大门。“我可以想象一个场景，如果你有一种药物可以帮助治疗心力衰竭或心脏病发作的后遗症，你可以模仿从基因上讲，这可能是药物。我认为我们需要更好地了解所涉及的基因。”

临床实践的挑战

基因编辑为治疗心血管疾病的新方法和策略提供了真正的潜力。基于基因编辑方法的临床试验已经存在于其他领域，例如嵌合抗原受体-T细胞免疫疗法、镰状细胞病、罕见的肝脏疾病、因此，Musunuru认为CVD研究迟早会效仿，八个最有希望的基因靶点为：PCSK9、NPC1L1、ApoB、LPa、ApoC3、ANGPTL3、ANGPTL4和ASGR1。

这8个基因都参与了脂质代谢，通过测量血脂和胆固醇水平，很容易判断基因编辑是否达到预期的效果。每个基因都在肝脏中突出表达，使得靶向和递送更加直接。这些个体没有表现出缺乏这些基因会导致任何严重的不良后果，并且它们对CVD具有实质性的保护作用。

虽然基于基因编辑的直接治疗方法尚不可用，但基因编辑已经在当今CVD患者的临床中找到了一席之地。基因组分析开始在疾病筛查和诊断中发挥更大的作用。

Musunuru解释说：“我们非常擅长读取基因组，但在解释方面却很糟糕。你得到了很多信息，但实际上你不一定知道如何处理它。”在遗传筛查过程中检测到的变异被归类为意义不确定的变异(VUS)。“有时，检测到的变异落在一个基因中，当发生突变时，会导致某些人患病。但是，您的特定变异可能是完全良性的，也可能是导致疾病的突变。问题是，我们不知道这对医生来说也是一个挑战——我如何根据这些信息采取行动？我如何管理患者？随着越来越多的人被测序，这种不确定性将成为一个越来越大的问题。”

面对这种情况，Musunuru开发了一种方法来表征发现的VUS。在他的实验室中，他的团队使用基因编辑平台将已识别的VUS引入健康供体的诱导多能干细胞中，将它们分化为心肌细胞或其他心血管系统。“我们现在可以让患者进入我们的诊所，进行基因检测，我们可以在不到三个月的时间里找出他们在CVD相关基因中的VUS是良性还是致病性，正好赶上患者下次定期就诊。”

Musunuru解释说，这种能力不仅对患者，而且对他们的家人都有巨大的影响。“有一个患者需要心脏移植，但不清楚是什么导致了她的疾病。我们能够采取VUS发现在基因检测期间并证明这个变异实际上是该患者疾病的驱动因素。现在，该患者一直非常担心将她的疾病传染给孩子的想法，但[这些知识]让她更加开放有可能进行体外受精并选择没有这种移植的胚胎，因此他们的孩子不会有患病的风险。”