Since CRISPR/Cas9 was harnessed to edit DNA, the field of gene therapy has witnessed great advances in gene editing. New avenues were created for the treatment of diseases such as Cystic Fibrosis (CF). CF is caused by mutations in the Cystic Fibrosis Transmembrane Conductance Regulator (CFTR) gene. Despite the success of gene editing with the CRISPR/Cas9 in vitro, challenges still exist when using CRISPR/Cas9 in vivo to cure CF lung disease. The delivery of CRISPR/Cas9 into lungs, as well as the difficulty to achieve the efficiency required for clinical efficacy, has brought forth new challenges. Viral and non-viral vectors have been shown to deliver DNA successfully in vivo, but the sustained expression of CFTR was not adequate. Before the introduction of Helper-Dependent Adenoviral vectors (HD-Ad), clinical trials of treating pulmonary genetic diseases with first-generation viral vectors have shown limited efficacy. With the advantages of larger capacity and lower immunogenicity of HD-Ad, together with the versatility of the CRISPR/Cas9 system, delivering CRISPR/Cas9 to the airway with HD-Ad for lung gene therapy shows great potential. In this review, we discuss the status of the application of CRISPR/Cas9 in CF gene therapy, the existing challenges in the field, as well as new hurdles introduced by the presence of CRISPR/Cas9 in the lungs. Through the analysis of these challenges, we present the potential of CRISPR/Cas9-mediated lung gene therapy using HD-Ad vectors with Cystic Fibrosis lung disease as a model of therapy.

中文翻译：

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辅助依赖性腺病毒载体在 CRISPR-cas9 介导的肺基因治疗中的潜力

自从利用 CRISPR/Cas9 编辑 DNA 以来，基因治疗领域见证了基因编辑的巨大进步。为治疗囊性纤维化 (CF) 等疾病开辟了新途径。CF 是由囊性纤维化跨膜电导调节器 (CFTR) 基因突变引起的。尽管在体外使用 CRISPR/Cas9 进行基因编辑取得了成功，但在体内使用 CRISPR/Cas9 治疗 CF 肺病时仍然存在挑战。CRISPR/Cas9 进入肺部，以及难以达到临床疗效所需的效率，带来了新的挑战。病毒和非病毒载体已被证明可以在体内成功传递 DNA，但 CFTR 的持续表达是不够的。在引入辅助依赖型腺病毒载体（HD-Ad）之前，用第一代病毒载体治疗肺部遗传病的临床试验显示效果有限。凭借HD-Ad容量更大、免疫原性更低的优势，再加上CRISPR/Cas9系统的多功能性，将CRISPR/Cas9输送到带有HD-Ad的气道用于肺基因治疗显示出巨大的潜力。在这篇综述中，我们讨论了 CRISPR/Cas9 在 CF 基因治疗中的应用现状、该领域现有的挑战，以及 CRISPR/Cas9 在肺中的存在带来的新障碍。通过对这些挑战的分析，我们展示了使用 HD-Ad 载体和囊性纤维化肺病作为治疗模型的 CRISPR/Cas9 介导的肺基因治疗的潜力。凭借HD-Ad容量更大、免疫原性更低的优势，再加上CRISPR/Cas9系统的多功能性，将CRISPR/Cas9输送到带有HD-Ad的气道用于肺基因治疗显示出巨大的潜力。在这篇综述中，我们讨论了 CRISPR/Cas9 在 CF 基因治疗中的应用现状、该领域现有的挑战，以及 CRISPR/Cas9 在肺中的存在带来的新障碍。通过对这些挑战的分析，我们展示了使用 HD-Ad 载体和囊性纤维化肺病作为治疗模型的 CRISPR/Cas9 介导的肺基因治疗的潜力。凭借HD-Ad容量更大、免疫原性更低的优势，再加上CRISPR/Cas9系统的多功能性，将CRISPR/Cas9输送到带有HD-Ad的气道用于肺基因治疗显示出巨大的潜力。在这篇综述中，我们讨论了 CRISPR/Cas9 在 CF 基因治疗中的应用现状、该领域现有的挑战，以及 CRISPR/Cas9 在肺中的存在带来的新障碍。通过对这些挑战的分析，我们展示了使用 HD-Ad 载体和囊性纤维化肺病作为治疗模型的 CRISPR/Cas9 介导的肺基因治疗的潜力。我们讨论了 CRISPR/Cas9 在 CF 基因治疗中的应用现状、该领域现有的挑战以及 CRISPR/Cas9 在肺部的存在带来的新障碍。通过对这些挑战的分析，我们展示了使用 HD-Ad 载体和囊性纤维化肺病作为治疗模型的 CRISPR/Cas9 介导的肺基因治疗的潜力。我们讨论了 CRISPR/Cas9 在 CF 基因治疗中的应用现状、该领域现有的挑战以及 CRISPR/Cas9 在肺部的存在带来的新障碍。通过对这些挑战的分析，我们展示了使用 HD-Ad 载体和囊性纤维化肺病作为治疗模型的 CRISPR/Cas9 介导的肺基因治疗的潜力。