人類基因治療的三個(gè)基本工具

大約五十年前，科學(xué)家假設(shè)，外源DNA的遺傳修飾可能對(duì)遺傳性人類疾病的治療有效?；虔煼ㄍㄟ^將遺傳物質(zhì)導(dǎo)入細(xì)胞補(bǔ)償或糾正異常基因，引入的正?；蚩截惸軌驇椭謴?fù)必需蛋白質(zhì)的功能。這種“基因治療”策略為后續(xù)研究提供了理論基礎(chǔ)，即通過一次治療就可以獲得持久且有效的臨床治療。

基因療法的發(fā)展之路漫長(zhǎng)而曲折，在早期臨床研究中遇到的嚴(yán)重不良反應(yīng)，促使基因治療研究轉(zhuǎn)向更安全、更有效的基因轉(zhuǎn)移載體。經(jīng)過三十年探索，通過修改DNA來治療疾病的基因治療方法不再是未來醫(yī)學(xué)，而是當(dāng)今臨床治療工具的一部分，正在為醫(yī)學(xué)領(lǐng)域帶來多個(gè)新的治療選擇。

基因療法現(xiàn)在被認(rèn)為是治療多種人類疾病的有效方法。2017年一系列令人鼓舞的臨床結(jié)果顯示，基因療法在血友病、鐮狀細(xì)胞病、失明、幾種嚴(yán)重的遺傳性神經(jīng)退行性疾病以及骨髓和淋巴結(jié)多發(fā)癌等疾病的治療中均取得了重大進(jìn)展。1月12日，國(guó)立衛(wèi)生研究院心肺血液研究所（NHLBI）血液學(xué)分部的Cynthia E. Dunbar教授等人在Science共同發(fā)表了一篇回顧性文章“Gene therapy comes of age”，文章回顧了目前基因療法領(lǐng)域的開創(chuàng)性工作，描述了在該領(lǐng)域內(nèi)發(fā)揮重要作用的基因編輯技術(shù)，并討論了基因療法應(yīng)用于臨床時(shí)面臨的實(shí)際挑戰(zhàn)。

AAV基因治療血友病的歷史綜述

1996年，美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院（NIH）專家組認(rèn)為，令人失望的臨床結(jié)果是由于對(duì)病毒載體、靶細(xì)胞和組織及疾病的生物學(xué)知識(shí)不足所致。專家組建議研究人員重返實(shí)驗(yàn)室，重點(diǎn)研究基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)科學(xué)，由此引發(fā)了研究界對(duì)新載體的開發(fā)和對(duì)靶細(xì)胞的深入了解。20世紀(jì)80年代和90年代早期開發(fā)的γ-逆轉(zhuǎn)錄病毒載體是第一個(gè)被證明能夠?qū)⒒蜻f送至重建HSC細(xì)胞。目前，逆轉(zhuǎn)錄病毒和腺伴隨病毒（AAV）已經(jīng)顯示了良好的臨床前景。

在先天性失明、血友病B和脊髓性肌萎縮患者體內(nèi)，AAV載體可以將正常基因遞送至視網(wǎng)膜、肝臟和神經(jīng)系統(tǒng)等部位，并取得一定的臨床改善。美國(guó)FDA已經(jīng)批準(zhǔn)了第一個(gè)矯正型基因療法產(chǎn)品Luxturna上市，用于治療兒童及成人的遺傳性視網(wǎng)膜病變（IRD）。點(diǎn)擊鏈接，查看此前報(bào)道

與只能介導(dǎo)一種類型的基因修飾的病毒載體相反，新的基因組編輯技術(shù)可以介導(dǎo)基因加入、切除、校正以及其他靶向基因組修飾，為糾正或改變基因組提供了精確的解剖刀。其中應(yīng)用最廣泛的是 CRISPR-Cas9技術(shù)，它沒有自身的應(yīng)用限制，可以有效切割特定DNA序列，也可以通過基于Cas9的“堿基編輯”靶向修正單堿基水平的突變。點(diǎn)擊鏈接，查看此前報(bào)道基因組編輯方法還可以克服許多依靠病毒載體介導(dǎo)的半隨機(jī)基因組插入策略的缺點(diǎn)。如，對(duì)附近原癌基因的異位激活，腫瘤抑制基因的敲除或者正常剪接擾動(dòng)引起的遺傳毒性等。

CAR-T細(xì)胞療法的歷史概述

基因療法最初被設(shè)想為一種僅治療遺傳性疾病的療法，現(xiàn)在正被應(yīng)用于癌癥等后天獲得性疾病，如改造淋巴細(xì)胞、白細(xì)胞等可靶向殺傷癌細(xì)胞的細(xì)胞。這一概念通過基因工程T細(xì)胞在腫瘤免疫治療中的應(yīng)用解釋，近期的臨床研究發(fā)現(xiàn)，CAR-T療法的單次輸注可以在部分患者中產(chǎn)生持久的治療效果。

CAR-T療法同樣有50多年的研究歷程，正在逐漸成為癌癥的強(qiáng)效“藥物”，該療法是從個(gè)體患者的體內(nèi)收集并提取T細(xì)胞，在體外進(jìn)行基因改造，使T細(xì)胞能夠靶向殺傷癌細(xì)胞，當(dāng)這些T細(xì)胞改造完成后，會(huì)被輸注回患者體內(nèi)進(jìn)行治療。2017年8月31日，F(xiàn)DA正式批準(zhǔn)Novartis的CAR-T療法CTL019上市，用于治療復(fù)發(fā)或難治性兒童和年輕成人B細(xì)胞急性淋巴細(xì)胞白血病，CTL019是FDA批準(zhǔn)的首款CAR-T療法和第一個(gè)基因治療藥。點(diǎn)擊鏈接，查看此前報(bào)道

目前研究的CAR-T療法已經(jīng)擴(kuò)展到了骨髓惡性腫瘤和實(shí)體瘤，而面臨的挑戰(zhàn)是還未找到可靠的腫瘤特異性細(xì)胞表面抗原。需要注意的是，CAR-T療法可能產(chǎn)生嚴(yán)重的全身不良反應(yīng)，包括腫瘤外效應(yīng)、細(xì)胞因子釋放綜合征以及神經(jīng)毒性等，甚至導(dǎo)致患者死亡，往往需要重癥監(jiān)護(hù)。研究人員需要著重關(guān)注減輕和治療這些并發(fā)癥。此外，研究人員還需要幫助CAR-T細(xì)胞進(jìn)入腫瘤或免疫特異性位點(diǎn)，并找到解除腫瘤微環(huán)境信號(hào)的方法，防止T細(xì)胞的“武裝被解除”。與傳統(tǒng)的自體CAR-T療法不同，通用型CAR-T療法則可以實(shí)現(xiàn)更快速和更便宜的治療，可以對(duì)異體T細(xì)胞進(jìn)行提前制備，隨時(shí)提供給患者。并且，它也不受患者自身T細(xì)胞質(zhì)量的影響。

在過去一年中，基因編輯、基因療法等基因治療的科學(xué)研究報(bào)道了多項(xiàng)臨床試驗(yàn)的成熟數(shù)據(jù)，證明了在各種嚴(yán)重人類疾病中基因療法的有效性和安全性。在學(xué)術(shù)科研中進(jìn)行的概念證明和臨床研究中的療效驗(yàn)證的基礎(chǔ)上，基因治療正在加速臨床和商業(yè)的發(fā)展?？蒲腥藛T通過與生物技術(shù)、制藥公司建立合作伙伴關(guān)系，不斷擴(kuò)大專業(yè)知識(shí)，從以學(xué)術(shù)為基礎(chǔ)的“家庭工業(yè)生產(chǎn)”轉(zhuǎn)變?yōu)楣I(yè)藥物開發(fā)，將對(duì)人類疾病治療產(chǎn)生更廣泛的影響。

但基因療法的臨床應(yīng)用仍然存在許多挑戰(zhàn)，包括將基因轉(zhuǎn)移或編輯效率提高到有效治療疾病所必需的水平，處理重復(fù)體內(nèi)給予載體的免疫應(yīng)答，并就社會(huì)爭(zhēng)議問題達(dá)成共識(shí)。此外，與包括政府和保險(xiǎn)公司在內(nèi)的醫(yī)療報(bào)銷機(jī)構(gòu)合作開發(fā)新報(bào)銷模式也很重要?？傊?，基因治療具有為人類健康提供長(zhǎng)久益處的潛力，過去幾年的科學(xué)進(jìn)步和臨床成就表明，這種療法終將成為治療嚴(yán)重人類疾病的重要部分。

參考文獻(xiàn)：

1.Gene therapy comes of age

2.The coming of age of gene therapy: A review of the past and path forward

· END ·