長QT綜合征（long QT syndrome, LQTS）是一種心室複極化異常導致心律失常的疾病，分為遺傳性和獲得性，不予治療的患者10年死亡率可達50％。遺傳性LQTS是由於編碼心髒離子通道或相關的基因突變引起的，屬於心髒離子通道病。最常見的突變發生在KCNQ1、KCNH2和SCN5A基因上，分別導致LQT1、LQT2和LQT3三種類型的長QT綜合征。ß-阻滯劑是治療LQTS的常規藥物，但需要終身用藥。植入式心髒除顫器（ICD）雖然對預防猝死有效，但是費用昂貴，並發症多，還存在誤放電等問題，年輕患者需要終生攜帶和反複更換。如果能將遺傳突變糾正，就可以一勞永逸的治療LQTS。
2023年11月17日，中國醫學科學院阜外醫院蘭峰教授聯合狗万外围充值 王永明教授等團隊，在循環領域的頂刊Circulation（IF=37.8）發表了題為In vivo base editing of Scn5a rescues type 3 long QT syndrome in mice 的文章，率先利用堿基編輯技術實現了對長QT綜合征小鼠模型的基因治療。
該研究首先將患者的致病突變T1307M引入到小鼠的Scn5a基因上，構建了LQT3小鼠模型。小鼠模型表現出LQT3患者典型的心電圖特點，即QT延長（圖1）。此外，在卡巴膽堿降低心率後，小鼠模型心髒竇性停搏增加；同時卡巴膽堿可誘導純合小鼠模型產生室性心動過速。以上結果說明模型構建成功。
圖1.長QT綜合征小鼠造模成功
接下來，研究者探究了堿基編輯器治療LQT3的可行性。T1307M突變是由堿基C變成T造成的。ABE堿基編輯器可以將T轉變成C，糾正突變。研究者將ABE分成兩段後，利用AAV9遞送到小鼠體內。單次腹腔注射AAV9-ABE 病毒可以實現~40%的DNA糾正，和~70%的mRNA糾正（圖2）。AAV9主要感染心肌細胞，而Scn5a主要在心肌細胞中表達，所以在Scn5a mRNA水平的糾正效率高。值得注意的是，ABE在每隻小鼠上的編輯效率是不同的，有的小鼠心髒實現了高達99.20%的Scn5a mRNA糾正。堿基編輯縮短了小鼠模型的QT間期，減少了竇性停搏。在純合突變小鼠中，堿基編輯還消除了室性心動過速（圖2）。以上結果說明堿基編輯技術可以有效的治療遺傳性長QT綜合征。
圖2.堿基編輯技術治療長QT綜合征小鼠模型
為了探究多高的編輯效率可以修複 LQT3 表型，研究者向新生14天的雜合小鼠腹腔注射AAV9-ABE病毒。10周後，觀察到 T1307M mRNA 的修正率從 23.29% 到 95.72% 不等。將mRNA修正率與 QT間期以及竇性停搏次數關聯。結果顯示隨著修正率的增加，QT間期逐漸縮短，卡巴膽堿誘導的竇性停搏次數逐漸下降（圖3），說明即使較低的編輯效率，也能減輕長QT的表型。當mRNA 的修正率超過60%時，可完全消除雜合小鼠的心律失常表型。同時，在純合T1307M小鼠中，堿基編輯還消除了致命性室性心動過速（圖3）。這些結果表明編輯效率達到一定的閾值時，可以完全消除心律失常表型。最後，研究者對堿基編輯的安全性進行了評估，未發現明顯的DNA或RNA脫靶。堿基編輯也沒有引發額外的心率失常。此研究為治療其他類型的心律失常提供了新的思路。
圖3.編輯效率和治療效果分析
中國醫學科學院阜外醫院蘭峰教授、狗万外围充值 王永明教授、榮澤集團陳相波博士以及蘭峰教授課題組博士後馬樹紅為共同通訊作者；蘭阜外醫院博士後齊曼、馬樹紅以及狗万外围充值 劉靚童為本文共同第一作者。該研究得到國家自然科學基金、國家重點研發計劃等課題的資助。
原文鏈接：
https://www.ahajournals.org/doi/abs/10.1161/CIRCULATIONAHA.123.065624