原发性1型高草酸尿症（primary hyperoxaluria type I，简称PH1），是一种罕见的常染色体隐性乙醛酸代谢紊乱的遗传疾病，编码丙氨酸乙醛酸转氨酶的AGXT基因突变，导致肝脏对乙醛酸的解毒作用减弱从而造成过量草酸的产生，从而导致肾结石形成及草酸钙晶体在肾脏和尿路中的沉积，进而引起严重疾病和死亡。大约50%的病人将会在15岁之前出现肾脏衰竭，80%的病人会在30岁之前进入肾病晚期。目前针对该遗传病还没有有效的治疗方法。

2018年12月21日，西班牙纳瓦拉大学的研究人员在Nature Communications杂志发表题为：CRISPR/Cas9-mediated glycolate oxidase disruption is an efficacious and safe treatment for primary hyperoxaluria type I 的论文。通过AAV病毒介导的CRISPR/Cas9基因编辑，成功治愈了原发性1型高草酸尿症，

发病原理

正常情况下，人体内，乙醇酸通过乙醇酸氧化酶（简称GO），催化产生乙醛酸，乙醛酸通过丙氨酸乙醛酸转氨酶（简称AGT），催化产生甘氨酸。

但是编码丙氨酸乙醛酸转氨酶的基因AGTX发生突变，导致乙醛酸转化成甘氨酸的途径受阻，而在乳酸脱氢酶作用下，转化成草酸，草酸生成草酸钙晶体在肾脏和尿路中沉积，引起肾损伤，直至死亡。

PH1发病的直接原因就是草酸的积累，如果能减少草酸的积累，也就能解决该疾病。

治疗原理

底物减少疗法（substrate reduction therapy，简称SRT），是一种很有前景的治疗策略。乙醛酸是生成草酸的底物，那么，减少乙醛酸，不就能减少草酸嘛。

怎么减少乙醛酸呢？

乙醛酸是通过乙醇酸氧化酶GO催化而来，抑制GO的活性，减少乙醛酸，从而减少草酸。

抑制GO的活性，会导致乙醇酸的积累，但是乙醇酸是一种高度可溶分子，可以随尿液排出而不会引起肾损伤或其他相关毒性。

RNAi疗法巨头公司Alnylam Pharmaceuticals通过siRNA敲低GO的临床试验也证实，沉默GO在PH1患者中的安全性和有效性。但是RNAi疗法具有局限性，需要长期使用、多次给药、不完全抑制等等。

CRISPR基因编辑登场

乙醇酸氧化酶GO，是由Hao1基因编码，通过建立基于8型AAV病毒的CRISPR/Cas9系统，在患PH1疾病的小鼠模型上敲除Hao1基因。

体内实验证实，CRISPR/Cas9系统能够有效抑制GO的活性，随着GO的活性降低，实验组小鼠尿液中乙醇酸浓度增加，草酸盐浓度显著降低，且体种与正常小鼠相比没有减轻。

说明基于AAV病毒载体的CRISPR/Cas9系统敲除GO的底物减少疗法，能够实现对肝脏中

GO的长期抑制，从而实现尿液草酸盐排泄减少至正常水平，并且防止肾损伤，而且没有毒性作用。

研究的意义

该研究证实了以AAV病毒为载体的CRISPR/Cas9系统在体内敲除肝脏特异性蛋白的高效率。

针对PH1的基于CRISPR/Cas9的底物减少疗法有助于克服目前正在研究的siRNA介导的局限，避免多次给药，将明显有益于患者和家庭的生活质量。

总的来说，该研究为PH1患者的治疗提供了有效策略，也为其他类似于PH1的单基因遗传病的治疗提供了可参考的方法。