[发明专利]用于为癌症和其他病理状态提供治疗或治愈的系统、装置和方法

说明书

提供了治疗由具有与健康人细胞的DNA不同的DNA序列的细胞引起的病状的方法。该方法利用序列差异的靶向性并产生在健康基因组中不存在的DNA的切割，由此含有靶向DNA的细胞被杀死或失活。用于实现这样的DNA损伤的优选系统是CRISPR系统，其中CAS切割与由CRISPR识别的序列相邻的DNA。还公开了用于设计和/或生产靶向核酸的方法和计算机系统。

技术领域

本发明涉及能够对一系列疾病进行治疗性干预的系统、装置和方法，其中治疗涉及杀死某些特定的细胞。本发明方法即提供了癌症、病毒性疾病以及致病生物引起的疾病的治疗。

背景

每年有数百万人死于癌症。目前例如手术、化疗和放疗的治疗是苛刻和非特异性的，杀死许多健康细胞以及意欲被消除的癌细胞。

已经尝试过个性化的癌症治疗方法，但其中很少已被证明对“任何”癌症都有效，因为在考虑到癌症具有基因病因学的情况下，每一种癌症都针对个体独特地呈现自己。一位患者器官中的癌症可以表现为-大致说明-另一位患者相同部位完全不同的疾病亚组。

此外，如今许多病毒性感染以及活病原体感染由于耐药性或由于同时缺乏对人无害的有效抗生素而不能得到令人满意的治疗。

因此需要针对与个体相关的特定癌症定制的癌症治疗，并且还需要能够特异性攻击被病毒感染的细胞或现有的抗生素药物难以靶向的细胞或致病生物的治疗。

几项研究表明例如在通过蛋白质结构域的CRISPR-Cas9筛选发现癌症药物靶标(Shi et al,Nature Biotechnology 2015)中，通过创建新的癌症动物模型(Mou etal.Genome Medicine 2015)，通过转化与癌症相关的众所周知的基因并使用病毒载体将其转化为健康变体，以及通过在CAR-T免疫疗法(嵌合抗原受体T细胞免疫疗法)的工程改造中使用CRISPR-Cas9进行癌症治疗中的基因编辑。

在已知技术中，用于治疗癌症的基因疗法用于原位基因治疗操作方案，其中病毒载体用于转导产生对癌症的全身免疫性增加的特定基因，例如，在前列腺癌的免疫调节原位基因治疗中(The et al.,Clin Med Res.2006Sep；4(3):218–227)。CAR-T细胞免疫治疗具有与免疫疗法相关的风险，并且仍然对患者造成风险和不确定性，例如，自身免疫性疾病，免疫调节的副作用和死亡。

发明概述

本发明基于本发明人的最初认识，即现有技术的快速和可靠的基因组序列以及随后鉴定细胞(例如癌细胞、病毒感染细胞和致病生物细胞)特有的核酸序列与个体中的健康细胞相比可以用于设计编码识别和效应物分子的表达载体，以使得能够选择性破坏或中和所述细胞。

根据癌症基因组计划的发现，大多数癌细胞具有60种或更多种的突变。挑战已经在于鉴定这些突变中的哪种造成特定种类的癌症，因为这些突变在人际间变化-但绝大多数此类突变对于癌细胞而言是独特的，因此当靶向它们进行特定疗法时可以区分这些细胞。就细菌和病毒而言，鉴定用于靶向的独特序列的问题很少成为问题，但确保特定病毒或细菌序列的靶向不会导致不希望的脱靶效应当然是高度相关的。

如果具有非常高的可靠性/保真度的识别分子能够将个体中的癌细胞的核酸序列与同一个体中正常细胞的任何核酸序列区分开来，并且如果可以利用这种特异性识别来触发破坏或中和“癌症核酸”，则在个体中提供效应物癌症治疗的步骤可以分解为以下简单步骤：

1)鉴定和验证在癌细胞中出现但不在健康细胞中或至少仅在不重要的健康细胞群中出现的核酸序列-这种鉴定的序列在本文中称为“癌症NA序列”；

2)构建至少一种表达载体，其编码与癌症NA序列互补的识别序列并且还编码至少一种能够破坏或中和包含癌症NA序列的核酸的效应物分子；

3)将表达载体施用于患有癌症的患者，以实现包含癌症NA序列的核酸的靶向破坏或中和。进而，这将有助于破坏或中和癌细胞。