[发明专利]肝特异性的基因编辑纳米药物及其制备方法和应用

说明书

本申请属于生物医药技术领域，尤其涉及肝特异性的基因编辑纳米药物及其制备方法和应用。本申请提供了肝特异性的基因编辑纳米药物，包括：磁性纳米颗粒、肝靶向配体物和肝特异性基因编辑质粒；所述肝靶向配体物包裹在所述磁性纳米颗粒上；所述磁性纳米颗粒表面带正电荷；所述肝特异性基因编辑质粒通过静电作用与所述带正电纳米颗粒自组装，得到肝特异性的基因编辑纳米药物。本申请提供了肝特异性的基因编辑纳米药物及其制备方法和应用，可实现基因编辑系统在肝脏部位的时间和空间特异性，精准治疗肝炎、肝癌、肝衰竭、肝纤维化等肝脏疾病。

技术领域

本申请属于生物医药技术领域，尤其涉及肝特异性的基因编辑纳米药物及其制备方法和应用。

背景技术

CRISPR基因编辑系统是本世纪最为重要的生物发现之一。目前，CRISPR/Cas9系统被广泛的应用于各种遗传和传染等疾病治疗的研究，如：心血管疾病、单基因白内障疾病、癌症、代谢紊乱、人类免疫缺陷病毒感染和阿尔茨海默氏症等。然而，在复杂的生物系统中，CRISPR/Cas9基因编辑在时间维度和空间维度上仍然需要做到更加精确地控制。更具体地说，当使用CRISPR/Cas9基因编辑时，应避免在非特定的时间和非靶向的位置对基因进行编辑从而造成对细胞分化或者组织发育的干扰。此外CRISPR/Cas9基因编辑过程产生的脱靶效应或细胞毒性往往来源于Cas9核酸蛋白酶的活性无法控制。因此，为了使基因毒性和脱靶效应最小化，使治疗效果最大化，必须在复杂的生物系统中实现对CRISPR/Cas9活性的时空精准控制。构建时空可控性的CRISPR/Cas9编辑系统是推动其临床应用的关键问题。

肝炎病毒，特别是乙肝病毒(Hepatitis B virus,HBV)感染是一个全球性的公共卫生问题。在我国，慢性HBV感染者约7000万例，病毒性肝炎依然是传染病中报告病例数第一的乙类传染病，严重威胁我国人民的生命和健康。病毒性肝炎如果持续感染和进展，会导致肝功能衰竭、肝硬化和肝细胞癌。科学家致力于HBV致病机理及相关抗病毒药物的研究，旨在提高临床治疗效果。目前，用于临床上抗乙型肝炎病毒的药物主要为干扰素(interferion,IFN)和以拉米夫定(lamivudine,LAM)为代表的核苷类似物。尽管科学家们后期探寻了各种类型的治疗药物如：抑制HBV生命周期的核苷酸抑制剂和病毒核衣壳蛋白抑制剂等，但均无法治愈慢性乙型肝炎，其中的根本原因是现有的药物均不能彻底清除HBV复制的原始模板HBV cccDNA。一旦停止服用药物后，患者体内残存的HBV cccDNA又可复制表达产生大量的HBV病毒，从而增加了慢性HBV感染的治疗难度。

基因编辑治疗的医学手段，特别是CRISPR基因编辑技术的出现，为慢性HBV感染治疗中彻底清除HBV cccDNA提供了新的思路和希望。相关研究表明，通过设计针对HBVcccDNA的gRNA，CRISPR/Cas9可特异性靶向和剪切HBV cccDNA，从而有效的抑制HBV的复制。相关研究证明了，在HBV稳转细胞模型Hep G2.2.15和HepG2.A64以及HBV感染的小鼠模型中，CRISRP/Cas9系统都可以成功降低乙肝标志物HBsAg和HBV cccDNA的含量从而抑制HBV病毒的复制和表达。尽管目前的研究已经证实CRISPR/Cas9技术在HBV基因治疗方面具有良好的应用前景。然而，如何在体内调控CRISPR/Cas9系统安全有效地精准递送和释放到肝细胞并对靶基因进行编辑，进而提高基因编辑系统的时空活性并降低其脱靶风险，是当前研究的一个热点和难点。

发明内容

有鉴于此，本申请提供了肝特异性的基因编辑纳米药物及其制备方法和应用，通过整合肝脏的主动和被动靶向、肝特异性表达质粒等策略，协同实现基因编辑系统在肝脏部位的时间和空间特异性，用于编辑肝炎病毒的DNA，从根本上清除肝炎病毒。

本申请第一方面提供了肝特异性的基因编辑纳米药物，包括：磁性纳米颗粒、肝靶向配体物和肝特异性基因编辑质粒；

所述肝靶向配体物包裹在所述磁性纳米颗粒上，形成带正电纳米颗粒；所述肝特异性基因编辑质粒通过静电作用与所述带正电纳米颗粒自组装，得到肝特异性的基因编辑纳米药物。