一文读懂精准基因编辑：CBE、ABE与PE怎么选？

目前已发现的人类相关遗传病中，有相当一部分与基因组点突变相关。建立适合研究目标的定点改造体系，有助于开展疾病机制解析、基因功能验证、同位点对照和治疗策略研究。

CBE、ABE与PE是常用的精准基因编辑工具。与传统依赖DNA双链断裂的编辑路线相比，碱基编辑器可在特定位点实现碱基转换；先导编辑器则通过pegRNA提供编辑模板，可覆盖更多序列改造类型。实际实验应先明确目标碱基变化、PAM条件、编辑窗口和细胞背景，再通过测序等手段评估编辑效率、产物纯度、旁观者编辑、插入缺失及脱靶风险。

胞嘧啶碱基编辑器：CBE

CBE（Cytosine Base Editor，胞嘧啶碱基编辑器）属于CRISPR衍生的定点编辑工具，可在适宜的目标窗口内实现C·G到T·A的碱基转换。它通常不需要外源DNA模板，也不以DNA双链断裂作为主要编辑方式。

经典CBE常由sgRNA、nCas9（D10A切口酶）、胞嘧啶脱氨酶rAPOBEC1和UGI组成。sgRNA引导融合蛋白识别目标序列，Cas9结合形成R-loop并暴露局部单链DNA；脱氨酶将编辑窗口内的胞嘧啶C转为尿嘧啶U，形成U:G错配。UGI可减少细胞UNG对U的切除，使编辑中间体更有机会进入后续修复或复制。

• 定位与单链暴露：经典BE3常见编辑窗口约为原间隔序列第4至8位，具体范围会受版本和靶位点影响。
• 碱基脱氨与中间体保护：rAPOBEC1将C转为U，UGI降低碱基切除修复对U的影响。
• 编辑结果固定：nCas9在互补链制造单链切口，使修复过程偏向保留编辑结果；复制或修复后可形成T:A碱基对。

不同细胞和位点的编辑产物可能存在差异，因此需要结合靶向测序验证目标转换、旁观者编辑和插入缺失情况。

腺嘌呤碱基编辑器：ABE

ABE（Adenine Base Editor，腺嘌呤碱基编辑器）可在适宜窗口内实现A·T到G·C的碱基转换。其通常由sgRNA、nCas9（D10A切口酶）和经工程化改造的TadA腺嘌呤脱氨酶组成。

sgRNA引导ABE复合物到达目标位点后，Cas9结合DNA并暴露局部单链。工程化TadA可将窗口内DNA中的脱氧腺苷转为脱氧肌苷，形成I:T错配；DNA聚合酶通常将含I的模板按类似G的方式读取并与C配对，随后通过修复过程固定为A·T到G·C的改变。经典ABE7.10的常见活性窗口约为原间隔序列第4至7位，但不同ABE版本不应按同一窗口处理。

• 适用变化：适用于可由A到G或互补链T到C实现的目标碱基改造。
• 设计重点：需要同时评估PAM、靶碱基在编辑窗口中的位置、旁观者碱基和目标细胞的递送条件。
• 验证重点：除目标编辑比例外，也应检测非预期编辑产物和细胞背景相关差异。

先导编辑器：PE

PE（Prime Editor，先导编辑器或引导编辑器）将nCas9（H840A）与工程化M-MLV逆转录酶融合，并使用同时具备定位与编辑模板功能的pegRNA。与CBE和ABE相比，PE可用于更多类型的碱基替换，以及小片段插入和缺失。

在编辑过程中，pegRNA引导融合蛋白结合目标位点，nCas9在一条DNA链上制造切口并暴露可延伸的3′端。pegRNA的引物结合区与该DNA端配对，其逆转录模板区编码拟引入的序列变化；逆转录酶以模板区为蓝本延伸DNA，生成包含目标编辑的新DNA片段。新生成的3′ flap与原有序列经链处理、连接和修复后，编辑可被固定到目标位点。

PE3可额外使用一条sgRNA在未编辑链上制造单链切口，提高部分位点的编辑效率；同时也可能增加插入缺失等副产物。因此，PE设计通常需要综合考虑pegRNA的PBS和RTT参数、编辑类型、递送方式及目标细胞的修复偏好。

三类工具怎么选：从目标编辑类型出发

工具选择的起点是目标序列变化，而不是单纯比较某一种工具。对于能够通过C·G到T·A实现的点突变，可评估CBE；对于可由A·T到G·C实现的点突变，可评估ABE；当需要更多碱基替换类型、短片段插入或缺失时，可将PE纳入方案比较。

• 先核对编辑目标：明确希望得到的碱基变化、插入或缺失类型，并确认目标位点及上下游序列。
• 再核对设计约束：结合PAM、编辑窗口、旁观者碱基，或pegRNA设计条件筛选可行方案。
• 最后做实证比较：在目标细胞中评估编辑效率、产物纯度、旁观者编辑、插入缺失、脱靶及相关功能表型。

吉凯基因：碱基编辑相关研究支持

围绕点突变、基因定点改造和同位点对照研究，吉凯基因可结合研究需求提供CBE、ABE相关编辑方案与pegRNA设计支持，协助开展目标位点编辑研究。对于点突变细胞系、细胞库资源和动物模型等课题，也可结合实验目标配置相应的研究服务。

• 编辑方案设计：根据目标碱基变化、PAM与编辑窗口，评估CBE、ABE或PE的适配性。
• 细胞与动物模型：支持点突变细胞系构建、稳定细胞模型及相关动物模型研究。
• 验证路径设计：可结合靶向测序、功能表型和机制检测，建立从位点编辑到功能验证的研究流程。

不同靶位点、细胞类型和研究终点对工具选择和验证深度的要求不同，可结合具体项目进一步确定实验方案。