助力全色盲基因治疗研究——CNGB3基因编辑小鼠【每周一鼠】

CNGB3基因位于8号染色体上，由18个外显子组成，编码809个氨基酸。大多数CNGB3突变导致了蛋白的截短。无义突变和一些突变可能导致移码，进而导致提前终止，最终离子通道功能丧失。有研究表明全色盲患者中约50%是由该基因突变引起的，比较常见的突变包括c.1148delC，约占突变中国男的70%，有T383fsX的全色盲患者视力较好。该基因大部分突变为无义突变，CNGB3和CNGA3基因占了大部分（约70%）全色盲患者的基因突变。

图1. CNGB3的基因相关信息

全色盲（Achromatopsia，ACHN）患者在三种视锥细胞相对应的三个色觉轴上都存在辨色异常。患者的感受红绿蓝三种颜色的三种视锥细胞完全丧失功能，因此无法辨识不同颜色。

除此之外，患者还有视力缺陷，全色盲患者的视力一般不超过0.1，通常还有屈光不正，主要表现为远视。由于对光敏感增加，患者还会表现出畏光的症状，这一症状在患者婴儿的时候就会很明显。患者还具有钟摆型的眼球震荡现象，这种症状会随着患者年龄的增大逐渐稳定。

大多数患者的眼底大致正常，视网膜电流图检测能发现视锥细胞反应熄灭而视杆细胞反应基本正常。OCT检测显示黄斑体积减小，患者视野可出现中心暗点。临床上，全色盲的鉴别需要与蓝锥细胞单色视、进行性视锥细胞营养不良、红绿色盲和皮质盲等视网膜疾病做一些区分。

图2. 全色盲相关基因以及其功能。^[4]

CNGB3敲除小鼠导致CNG功能的丧失，具有选择性丧失视锥细胞介导的光反应，并伴有视锥细胞进行性退化甚至死亡。

图3. 敲除CNGB3小鼠具有异常的视网膜电图[2]

有研究报道，在Cpfl5小鼠3周龄时进行视网膜下腔注射，之后对视网膜电流图进行检测，能对电流产生反应，因为基因比较小，所以能直接包病毒。

2020年的时候，德国的研究团队在JAMA Ophthalmology上报道了基因治疗全色盲2型的人临床实验结果（NCT02610582），并取得了积极的实验数据。研究人员使用AAV8包装人源功能性CNGA3基因，进行视网膜下注射，使视锥细胞表达功能性CNGA3基因，弥补因CNGA3蛋白缺失引起的视锥细胞功能异常。实验结果显示该基因疗法微观察到实质性安全问题，并在九只治疗过的眼睛肿表现出一定程度的改善，平均视力改善2.9个字母。

图6. 低剂量和高剂量水平给药后视网膜和脉络膜灌注无变化^[3]

目前，已有公司针对CNGB3和CNGA3基因突变引起的全色盲进行基因治疗相关研究，并开发了有关药物。该药物对患者的光敏性和暗光适应性都有所改善。

小鼠CNGB3功能丧失所导致的全色盲，该模型具有重要的临床意义，对该基因的深入研究有助于探讨该基因导致色盲的分子机制，同时亦可用于疾病基因治疗的研究。

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