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基因治疗的现状是怎么样的?未来是否有可能找到适用于所有基因疾病的有效普适疗法?

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基因治疗是指通过对遗传物质进行操作,干预疾病的发生、发展和进程[1]。通过添加、替换或修复有缺陷的突变基因,恢复基因的正常功能,杀灭病变的细胞或增强机体清除病变细胞的能力,从而达到治疗疾病的目的[1][2]

有很多人类疾病是遗传缺陷造成的,80%的罕见病(“孤儿病”)由遗传缺陷引起且没有有效的治疗方法[3]。造成疾病的遗传缺陷主要有基因突变和染色体变异,多数罕见病是单基因遗传病。

遗传缺陷往往造成功能蛋白的缺失损坏,或者妨碍基因表达,进而影响细胞内相应生化过程或分子事件的发生。如果能对有缺陷的基因进行修复,恢复其表达并修补突变造成的缺陷,就能起到相应的治疗作用。

除了应用于遗传病,基因治疗还可以用于治疗或缓解一些获得性疾病,比如恶性肿瘤、心血管疾病、感染性疾病、自身免疫性疾病等[4]

基因治疗通常需要对遗传物质进行操作,调控基因功能,实现治疗的目的。这种调控主要通过以下4种机制实现:

这种治疗方式常用于单碱基突变的遗传病,通过修复患者基因组中突变碱基恢复基因的正常功能。如镰状细胞贫血症(SCD)[5]、杜氏肌营养不良(DMD)[6]、遗传性I型酪氨酸血症(HT1)[7]

这种治疗方式针对有缺陷的基因,在患者体内建立持续的内源性表达,维持相应的基因功能。如A型(缺少凝血因子VIII)和B型(缺少凝血因子IX)血友病可以通过在患者体内表达正常基因,补偿基因突变造成的缺陷,实现治疗的目的[8]

这种治疗方式通常是对致病基因进行敲除,尤其是针对杂合子中的显性遗传的突变基因进行敲除,达到治疗的目的。如家族性高胆固醇血症[9]、常染色体显性遗传性耳聋[10]等疾病。

这种治疗方式通常是在体内导入改造后的基因进行疾病治疗,如导入基因修饰后的嵌合抗原受体T细胞(CAR-T)治疗白血病、淋巴瘤等[11]

基因治疗的关键在于将正常基因导入患者体内使其持续稳定表达,或对患者基因组中特定的缺陷基因进行修复或敲除。基因治疗涉及的靶细胞可以分为体细胞和生殖细胞两类,体细胞来源广泛、容易获取,不会发生子代传递,适合个体患者的治疗,相关研究发展也较快;而针对生殖细胞的操作往往受到伦理限制,因此进展缓慢。

对特定类型的细胞进行目的基因操作,可以分为体内和体外两种途径[4]。体内途径是将基因直接通过递送载体导入患者特定类型的体细胞,实现治疗的目的;体外途径是将患者特定类型的细胞分离并进行体外培养,在培养过程中完成相应的基因操作,再输送到患者体内进行治疗。

体内途径优点在于不改变组织、器官的结构,直接转入目的基因即可实现治疗。缺点是涉及的细胞比较多,体内环境较为复杂,转染效率偏低且通常不易控制,目的基因可能不会稳定持续表达。体外途径的优点在于转染效率高,可以对操作过的细胞进行筛选鉴定,操作后的基因可以长期稳定持续表达。

选择合适的基因递送载体,是实现安全高效治疗的前提。目前常用的递送载体主要分为病毒载体和非病毒载体两大类。

病毒载体是利用病毒能传递基因进入细胞的分子机制,对病毒进行改造,剔除具有致病功能的元件,保留其DNA递送功能形成的递送载体。病毒载体的基因递送效率远高于非病毒载体,因此目前大部分的基因治疗方案都利用病毒载体进行基因递送。常见的病毒载体有逆转录病毒、腺病毒、腺相关病毒、慢病毒等类型[12],不同载体的特点如下表所示。

非病毒载体主要利用生物材料形成纳米结构,将封装的基因或基因编辑工具运送到细胞中,并保护其不被降解。非病毒载体导入基因的效率相对较差,但生物安全性较好,载体本身没有细胞毒性,能通过生物降解从细胞清除。常见的非病毒载体有靶向性的脂质体、阳离子多聚物载体纳米颗粒载体等[13]。非病毒载结合电脉冲、超声、基因枪等技术,能在一定程度上提高导入效率。

早在20世纪70年代,西奥多·弗里德曼就预言了通过基因治疗的方式改善单基因遗传病的潜力和挑战[14],认为对长寿细胞或干细胞进行基因治疗,具有持久的疗效甚至根治遗传病的潜力。

在20世纪80年代早期的研究中,逆转录病毒载体首先被用于基因递送,将目的基因转移到哺乳动物的造血干细胞[15],使基因治疗成为可能。此外,逆转录病毒还能有效地将基因转移到原代淋巴细胞中[16]

在20世纪90年代初,基因治疗从概念落实到临床试验。1990年的研究利用逆转录病毒对患有重症联合免疫缺陷病(SCID)的4岁女孩进行体外治疗,将腺苷脱氨酶基因ADA导入离体培养的患者淋巴细胞,再输送到患者体内,有效地恢复了患者体内的腺苷脱氨酶[17]。这次成功的尝试是基因治疗的重要里程碑,也使人们对基因治疗抱有极大的热情和信心,鼓励了随后的大量临床尝试。

但并不是所有的早期实验性疗法都能起到治疗效果,一些治疗还产生了意料之外的毒副作用,甚至造成患者死亡[18]。1999年,一名18岁的男性患者在接受腺病毒注射几天后,发生严重的免疫反应并造成器官衰竭,不幸身亡[19]。2002年,两名患者在接受逆转录病毒注射后患上白血病[20]。这些令人失望的临床结果,是当时对病毒载体、靶细胞和组织以及疾病的生物学知识认识不足造成的。于是研究人员重新评估基因治疗的有效性与安全性,将精力集中在相关治疗方法的基础研究上。

早在20世纪90年代中期的研究中,人们发现腺相关病毒载体可以有效转染小鼠肌肉并长期表达目的基因[21]。在20世纪90年代后期,关于血友病的临床基因治疗使用了腺相关病毒载体对目的基因进行骨骼肌递送[22]。临床研究也实现了重组腺相关病毒载体rAAV2对人类肝脏细胞的体内转导[23],此外,腺相关病毒还可以有效地转导各种靶组织,包括肝脏、视网膜、心肌和中枢神经系统[24]。这些早期试验确立了腺相关病毒载体安全性,但腺相关病毒载体在应用过程中受到剂量不足和免疫反应的限制。

近年来,基因治疗逐渐成熟、安全,基因的转移和递送效率进一步提高,临床研究也有了实质性进展。2008年,利用腺相关病毒载体成功治愈了先天性黑蒙症(LCA)的案例,使基因治疗重回大众视野[25]。2012年,腺相关病毒衍生的基因治疗药物Glybera首获EMA批准上市,开启了基因治疗新时代。2017年,FDA批准了基因治疗药物Luxturna,该药物利用腺相关病毒载体AAV2携带RPE65基因治疗视网膜病变造成的视力丧失[26]。随后,基因治疗领域蓬勃发展,越来越多的临床案例和相关药物被陆续报道,基因治疗的安全性和有效性被逐渐认可。

基因编辑技术的发明及完善也推动了功能缺陷基因的修复,成为基因治疗新的研究热点之一。TALEN技术的出现使切割基因组上任意位置的DNA序列成为可能[27],而CRISPR在哺乳动物细胞中的成功应用大大简化了基因编辑的难度[28],现已成为主流技术在基础研究中广泛应用。基因编辑为纠正或改变基因组提供了精确的手术刀,克服了病毒载体介导的半随机基因组插入缺点。

2016年Science发表的三项研究通过腺相关病毒递送基因编辑工具,纠正肌营养不良蛋白突变并改善了小鼠心肌、骨骼肌的肌肉力量,将基于CRISPR的基因组编辑确立为治疗肌营养不良的潜在疗法[29][30][31]。通过腺相关病毒和脂质纳米颗粒介导的传递,研究人员还实现了成年动物基因的修复[32]。在2019年,通过CRISPR靶向小鼠大脑BACE1基因的研究,抑制了阿尔茨海默病小鼠的β淀粉样蛋白积聚[33]。此外,CRISPR还被用于家族性高胆固醇血症[9]和遗传性耳聋[10]的治疗,基于CRISPR的各种基因编辑工具如单碱基编辑器、向导编辑也被用于杜氏肌营养不良(DMD)[6]、镰状细胞贫血症(SCD)[5]等遗传病的治疗。

CAR-T疗法是将基因治疗结合细胞工程的典型案例。CAR-T疗法即嵌合抗原受体T细胞免疫疗法,是从患者体内分离出骨髓来源的T淋巴细胞,用嵌合抗原受体的合成基因对其改造,增强其靶细胞识别能力,再将这些T细胞输入患者体内摧毁癌症[34]。在部分患者体内,单次的CAR-T疗法输注就能产生持久的疗效[35]。作为一种有效的治疗手段,该方法在血液病恶性肿瘤和实体肿瘤中展现了重要的潜在应用价值[36][37]

基因治疗还能结合干细胞工程,应用于多种疾病治疗研究。相关的靶细胞可以是造血干细胞和祖细胞、诱导多能干细胞、神经干细胞、视网膜干细胞和祖细胞、胚胎干细胞、间充质干细胞等多种细胞类型[38][39][40]

对很多传统手段束手无策的遗传病,基因治疗具有不可替代的优越性。基因治疗能修复缺陷基因,是真正的认准病因进行治疗,具有一次性根治的可能。随着对病毒载体认识的深入以及基因编辑技术的发展,基因治疗的难度大大降低,治疗有效性进一步提高,为更多遗传病、罕见病患者带来了新的希望。基因治疗将来也可能成为疾病治疗的重要手段,但目前仍面临诸多挑战。

安全问题是进行基因治疗时首先要关注的问题。目前大多数基因治疗方案都利用病毒载体进行基因递送,病毒载体可能造成外源基因随机整合并破坏基因组,还有潜在致癌或引起细胞不受控增殖的风险。此外,病毒载体还可能引起机体炎症、诱发免疫反应,这可能会导致治疗效率降低甚至是二次施治无效。腺相关病毒作为新的基因递送载体,安全隐患和免疫原性已大大降低,未来仍需进一步消除载体毒性和免疫原性,提高基因导入体内的靶向性。

基因治疗通过替换、敲入或敲除致病基因进行遗传修复,基因编辑技术的发展大大推动了基因治疗的进程,但目前的基因编辑工具仍然有很多潜在的安全问题。早期的CRISPR工具效率不高,受PAM限制,有明显脱靶效应,且双链DNA断裂也会造成细胞毒性,这些都会带来不必要的安全隐患。还有研究表明,CRISPR还可能诱导大片段的染色体缺失[41][42],P53能抑制Cas9对基因组的编辑[43],Cas9会激活P53引起的DNA损伤[44],促进P53突变富集[45],也就是筛选到的成功实现编辑的细胞可能是P53有缺陷的细胞,增加了癌变风险。尽管随着基因编辑工具的开发和优化,编辑效率有所提高,也可以不受PAM制约,脱靶也大幅下降[46],实现的编辑类型也更加多样,但是将CRISPR应用到人体试验的安全性和有效性仍有待进一步评估。

虽然很多成功的基因治疗研究已经在小鼠、狗等实验动物中开展,但这些物种和灵长类的差异较大。小鼠的评价体系在灵长类动物上的参考价值有限,一些疾病模型也很难与临床患者吻合,比如肌肉组织的功能性评估等,因此相关方案可能不容易直接转化到临床治疗中。但是这些研究和探索也奠定了极好的基础,随着灵长类实验动物和疾病模型的构建,将来的相关研究可能更接近于人体实验,研究成果也会更容易转化到临床应用。

针对不同的疾病或遗传缺陷,基因治疗产品需要有个性化、针对性的方案设计。一些罕见病在人群中发病概率低,突变基因的基因频率也不高,往往很少有普适性的治疗方案,这时就要针对相关突变设计个性化治疗。前文我们提到过,在很多基因治疗方案中,不仅仅是将外源基因导入细胞,有时还需要对基因组上的突变基因进行修复。对于不同患者各自产生的突变,其位置往往不同,这时候即使是同一个基因的突变,也可能要根据突变发生的区域设计不同的治疗。将来的治疗可能在程序和执行上有统一的操作,设计上还是要根据患者的实际情况进行。

对基因治疗的监管有别于传统药物。目前对生殖细胞基因编辑的讨论最为激烈,对生殖细胞的遗传操作可能会传给下一代,从而将影响扩大到一些本不需要进行治疗的群体当中,因此要制定严格监管制度对相关研究及治疗进行规范。此外,从基因治疗的长期健康发展看,对基因治疗操作或相关药品进行监管,也是对相关企业提出更高的要求,促进其研发、生产更加安全有效的产品,保障患者的利益及安全。

对患者而言,进行基因治疗的另一重大挑战是治疗的费用问题。基因治疗往往用于少数群体,很多基因突变对人类健康造成严重威胁,但是这些突变在人群中存在的频率又很低。花费昂贵代价开发的相关治疗方案只能帮助到少数人,这时候很多研发机构就会考虑将人力和物资用到能造福更多人的研究中。另外,基因治疗的特点决定了治疗次数有限,一次或少数几次就能实现治愈。因此相比传统疗法,基因治疗的费用和成本就会更高。合理的定价方式要使相关企业能够牟利,以鼓励资本继续投入到相关研究和治疗方案的开发,还要做到造福患者,尽可能让更多有需要的病人得到救治。

广义基因治疗,目前有三十多种上市药物,包括

1) DNA/RNA直接进人体修修补补。

2) 用病毒或纳米材料,递送DNA/RNA进人体修修补补。

3) 基因改造过的病毒,进人体发挥作用。

4) 基因改造过的细胞,进人体发挥作用。

下面具体来讲:

1.那些纯粹的DNA和RNA基因治疗药:

ASO药物,降解mRNA,或改变mRNA可变剪接:

1998年美国FDA批准,Fomivirsen是第一个ASO药物,治疗CMV病毒感染。

Fomivirsen是基因治疗大厂Ionis和诺华合作的药物,是个寡核苷酸药物(ASO)。其实就是段单链DNA,结合到巨细胞病毒CMV表达出的mRNA上,在RNaseH作用下把RNA切断,抑制CMV病毒。

当时艾滋病人受CMV感染后免疫力低下,无法清除CMV,最后视力受损。

Fomivirsen可以敲降CMV。

但是后来市场上出了很多艾滋药物,艾滋药物本身就能抑制CMV病毒,所以Fomivirsen没什么市场,商业失败了。

但商业失败,并不代表药物类型失败。

ASO药慢慢进入井喷,包括Ionis的Mipomersen(2013年,治疗高胆固醇血症,敲低ApoB);Ionis的Tegsedi(2018年,治疗ATTR,敲低TTR);Ionis的Waylivra(2019年,治疗家族性高乳糜微粒血症,敲低ApoC-III)。Ionis/Biogen的Spinraza(2016年,治疗SMA,改变Smn2可变剪接)。

只要路走通了,就能治疗更多疾病。

siRNA药物,降解mRNA:

2018年美国FDA批准,Patisiran是第一个siRNA药物,治疗肝脏疾病ATTR。

寡核苷酸药大厂,一个是做ASO的Ionis,一个是做siRNA的Alnylam。Patisiran是Alnylam第一个上市药物,siRNA直接把基因表达出的mRNA降解掉。

Patisiran靶点是TTR,用于治疗TTR蛋白淀粉样变性引起的周围多发性神经疾病。这病源于病人体内的TTR(转甲状腺素蛋白)折叠错误或表达过量,淀粉样变性,在周围神经系统沉积,导致发病。通过siRNA敲低TTR,可治疗该疾病。

Alnylam随后推出了多款siRNA药物,包括Givosiran(2019年,治疗成人急性肝卟啉症,靶点Alas),Lumasiran(2020年,治疗高草酸尿症,靶点Hao1),Inclisiran(2020年,治疗高胆固醇血症,靶点Pcsk9)。

Morpholino药物,目前都是改变mRNA可变剪接:

2016年美国FDA批准,Exondys 51是第一个Morpholino药物,治疗肌肉疾病DMD。

这是肌肉疾病一哥Sarepta的成名之作,虽然药效emmmmmmm。

它是个30nt的morpholino(可以看成是一种ASO),和Dystrophin基因的mRNA结合后,改变mRNA可变剪接,从而产生功能正常的Dystrophin蛋白。

但Dystrophin 51效果比较弱,只能恢复0.3%左右的Dystrophin蛋白,考虑到小朋友不治就死,最后美国FDA还是批了。

同类型的药,Sarepta推出了Vyondys53(2019年,治疗DMD,改变Dystrophin第53号外显子可变剪接);

日本NS Pharma推出了Viltepso(2020年,治疗DMD,改变Dystrophin第53号外显子可变剪接)。

RNA适配体,争抢蛋白结合位点,抑制蛋白自然功能:

2004年FDA批准,Pegaptanib是第一个RNA核酸适配体药物,治疗眼科湿性黄斑变性。

这是Eyetech/辉瑞一起推出的药,一个28nt的小RNA配上PEG,可以竞争性结合Vegfa蛋白(血管内皮生长因子),让Vegfa失去自然功能,从而减少眼底新生血管生成,减少出血。

2004年获批后,Pegaptanib是第一个湿性黄斑变性药物。但到了2010年,阿柏西普、雷珠单抗、贝伐珠单抗纷纷上市,效果更好,Pegaptanib就没什么市场了。

无论原理多创新,药效不够好,市场不会买账。

DNA适配体,争抢蛋白结合位点,抑制蛋白自然功能:

2016年美国FDA批准,Defibrotide是款DNA寡核苷酸药,治疗肝静脉阻塞。

这个药特别好玩,意大利药企生产。

是个605nt的单链DNA,是哺乳动物肺里的天然DNA钠盐,可以结合到血管内皮细胞的腺苷A1/A2受体上,促进内皮细胞释放组织纤溶酶原激活物t-PA,用来抗血栓。

你可以把它看成一个提取药物,恰好它是个单链DNA,起了和上面Pegaptanib核酸适配体药差不多的效果。

不过这药最后由于商业不好,退市了。

裸质粒药物:直接进入细胞核发挥作用

2012年俄罗斯EUVED批准,Neovasculgen是第一个质粒药物,治疗动脉硬化。

奇奇怪怪的产品,用来治疗动脉硬化引发的下肢缺血。

它用CMV启动子表达Vegfa(血管内皮生长因子)的质粒,通过肌肉注射被细胞吞噬,表达Vegfa。

Vegfa可以促进血管再生,促进血管内皮细胞产生一氧化氮、前列腺素等分子,保护并扩张血管。临床数据显示,这药确实可以增加血流量。

但无论是质粒注射、还是过表达Vegfa这两点,我个人都不喜欢,所以emmmmmm。

2.那些用病毒包装的DNA基因治疗药:

AAV药物:把AAV基因组掏空,加入用来治病的基因,病毒本身不可复制,病毒纯粹用来当载体。

2012年欧洲EMA批准,Glybera是第一个AAV基因治疗药物,治疗脂肪血。

2012年,UniQure拿下了第一个上市的AAV基因治疗药物,AAV1-pCMV-LplS447X-WPRE。这个药过表达Lpl,用于治疗LPLD(家族性高乳糜微粒血症,也就是脂肪血)。

但是,LPLD病人数量太少,而Glybera药物研发和生产费用过高,定价100万美元一剂,上市后总共才卖出去1剂。

2017年,Glybera退市,商业不及格。

但从药物研发角度来讲,路走通就行了。

同类型的AAV基因治疗药物,还包括Spark的Luxturna(2017年,治疗眼科LCA2,过表达Rpe65);AveXis/诺华的Zolgensma(2019年,治疗SMA,过表达Smn1)。

3.那些基因改造过的溶瘤病毒,用于杀伤癌细胞:

腺病毒为载体的溶瘤病毒:

2005年中国FDA批准,安柯瑞(H101)是第一个溶瘤病毒,治疗癌症。

安柯瑞是国内三维生物出的溶瘤病毒,用了腺病毒Ad5。把病毒基因组E1B-55KD区域去掉,导致腺病毒有一定功能缺陷,只能在Tp53失活的癌症细胞里繁殖。

所以这种功能缺陷的Ad5,只能在癌症细胞复制杀伤细胞,有很好的特异性。

但它的杀伤效果比较有限。

同类型的是中国赛百诺的今又生,算不算溶瘤病毒比较争议(2003年获批,治疗头颈癌,是个抑癌基因p53过表达的腺病毒Ad5)。

ECHO-7病毒为载体的溶瘤病毒:

2006年拉脱维亚FDA批准,Rigvir是第一个没做任何基因改造的溶瘤病毒,治疗黑色素瘤。

Rigvir是个没做遗传改造的病毒,但它能特异性杀伤黑色素瘤。我不知道什么科学原理,也许是用魔法打败魔法。

单纯疱疹病毒HSV为载体的溶瘤病毒:

2015年美国FDA批准,Imlygic是第一个美国FDA批准的溶瘤病毒,治疗黑色素瘤。

Imlygic是安进的溶瘤病毒药物,针对黑色素瘤。Imlygic选用毒性和感染性更强的HSV,溶瘤效果比腺病毒更强,还做了以下改造:

首先敲掉HSV的r34.5,使HSV只能在癌细胞复制,在正常细胞复制不了。

然后敲掉a47,减少HSV病毒本身的免疫抑制效应。

最后加入GM-CSF,告诉免疫细胞“快来杀敌”。

同类型的溶瘤病毒,还有第一三共的Delytact(2021年,治疗胶质瘤,对HSV做了几轮改造,增强癌症特异性和杀伤效果)。

4.那些基因改造过的细胞:改造人体细胞,再把它输回去

非癌症用途的细胞疗法

2016年欧洲EMA批准,Strimvelis是款细胞治疗药,治疗重症免疫缺陷ADA-SCID

这是GSK的药,主要针对重症免疫缺陷ADA-SCID,也就是由于缺少ADA这个酶,导致全身对外在病菌基本没有免疫力,只能活在玻璃房内。

这药先拿到病人的造血干细胞,用逆转录病毒载体将Ada基因插进去,再将造血干细胞回输,使病人重新获得免疫力。

和这个思路类似的包括Bluebird生产的Zynteglo(2019年,治疗地中海贫血,造血干细胞插入HbaT87Q),Bluebird生产的Skysona(2021年,治疗脑肾上腺脑白质营养不良,造血干细胞插入Abcd1),Orchard的Libmeldy(2020年,治疗异染性脑白质营养不良,造血干细胞插入Arsa)。

癌症用途的细胞疗法:

2017年美国FDA批准,Kymriah是第一款CAR-T疗法,治疗白血病ALL和淋巴瘤DLBCL

Kymriah是诺华的药,靶向CD19。

CAR-T的CAR,就是外部识别癌细胞,内部激活T细胞。

首先识别谁是癌细胞,用到了抗体的可变区(识别癌细胞的区域scFv),这里的靶向CD19,指的是抗体可变区识别CD19。

其次是一段中间结构,包括铰链区、跨膜区,一般会用CD28或CD8a的这些结构,起连接、跨细胞膜的作用。

最后是激活T细胞的共刺激区,也就是激活T细胞的胞内信号,比如4-1BB,CD28,OX-40等等。

出了Kymriah外,细胞治疗还有Kite的Yescarta(靶向CD19),吉利德的Tecartus(靶向CD19),百时美施贵宝的Breyanzi(靶向CD19),百时美施贵宝的Abecma(靶向BCMA),以及国内药明巨诺的倍诺达(靶向CD19),传奇生物的Carvykti(靶向BCMA)。

总结:

基因/细胞治疗是这二三十年兴起的一些疗法,现在上市的已经有三十多款,种类很多,包括:

1.纯粹的DNA/RNA基因治疗药:ASO,siRNA,Morpholino,RNA/DNA适配体,裸质粒

2.病毒/纳米颗粒递送的DNA基因治疗药:AAV药物

3.溶瘤病毒:腺病毒、HSV、其他病毒

4.细胞治疗:非癌症用途、癌症用途

回到题目,是否有普适的基因疗法?

你可以看到,不同疾病的策略不同,没有普适的基因疗法,也没有普适的基因递送手段。这种多样性和创新性就是基因治疗的迷人之处。

技术发展太快,产品更迭快,很多上市药物没几年就被新药淘汰。

从中能感受到整个领域不断前进的动力。

相信科学。

全球批准的基因治疗药物:1998-2019

编译 | Buds

1970年,Stanfield Rogers想到了“用‘好的’DNA替换有缺陷的DNA可以治疗遗传性疾病”的点子;最早在1972年,Theodore Friedmann和 Richard Roblin就清晰地提出了人类疾病基因治疗的概念。基因疗法可以彻底地治疗单基因造成的遗传病或通过调节运转失常的基因治疗其它遗传病。

美国食品药品监督管理局(FDA)对基因疗法的定义是“通过修复一个人的基因来治疗或治愈疾病的技术”,基因疗法可能通过多种机制发挥作用:

i)用一个健康的基因拷贝来替换致病基因;

ii)恰当地灭活一个不起作用的致病基因;

iii)向体内引入一个新的或改造的基因以辅助治疗一种疾病。

同时,食品药品监督管理局(FDA)定义人类基因疗法应该调整或控制基因的表达或者为了治疗目的改变活细胞的生物学特点

作为健康科学和药学领域的一次革命,基因治疗药物是基因治疗临床实践中药物监管部门批准的用于治疗、预防或诊断的药学产品。基因治疗药物也是为了治疗、预防或诊断的目的,以核酸、脂质复合物、病毒或基因工程微型有机体的形式应用的生物医学产品 。

随着基因载体的改良、嵌合抗原受体T细胞免疫治疗的兴起以及基因组编辑技术的突破,基因治疗再次回到疾病治疗的中心舞台。基因疗法给肿瘤和遗传病的临床治疗带来了新的选择,并且已经改变了单基因遗传病和弥漫性大B细胞淋巴瘤的治疗现状。截止2019年8月,已经有来自不同国家的22种基因药物被药物监管部门批准,但是目前还没有相关综述系统地梳理这些药物。

2019年12月27日,四川大学华西医院魏于全院士团队在Biotechnology Advances杂志上发表综述文章 The approved gene therapy drugs worldwide: from 1998 to 2019详细总结了1998年到2019年全球范围内批准的基因治疗药物,包括名称、适用症状、批准日期、公司、载体、应用技术和基因治疗药物的机制等

此外,根据应用的载体,对这些基因治疗药物进行了分类和注释。从上世纪80年代起,基因治疗已经逐渐被政府和公众接受,过去几年它已经成为治疗现有人类疾病的一种新的重要的备选方案。所以,基因治疗药物、安全的载体和先进的生物技术,将在未来预防和治疗人类疾病中扮演更加重要的角色。

所以在本综述中,世界范围内被批准的质粒DNA、反义寡核苷酸、小干扰RNA-脂质复合体、病毒以及遗传工程细胞治疗产品都被列为基因治疗药物

2. 已获批基因治疗药物概览

1999年,Jesse Gelsinger死亡事件震动了整个基因治疗领域,因为安全问题基因疗法在2000年初跌入深渊(尤其是在美国和欧洲)。然而,在2010年以前还是有四款基因治疗药物获批,其中的三种在亚洲被授权用于治疗癌症。

从那以后,全球基因治疗临床试验仍然逐年递增。最终,更多的基因治疗药物在欧美市场被授予许可证。

? 1998年,美国食品药品管理局(FDA)批准了第一款基因治疗药物Vitravene(Fomivirsen)。Vitravene是一类短小反义寡聚核苷酸,可用于局部治疗免疫缺陷患者(包括获得性免疫缺陷综合征患者)的巨细胞病毒视网膜炎,但是这款药物随后被从市场上召回。

? 2003年,中国国家食品药品管理局(SFDA)批准一种重组腺病毒载体表达p53治疗头颈癌的基因疗法药物——“今又生”(Gendicine)。“今又生”被认为是第一款商品化的基因治疗药物

? 2005年,中国国家食品药品监督管理局(SFDA)批准了用于治疗鼻咽癌的第一款溶瘤病毒药物Oncorine(重组人5型腺病毒注射液H101)。迟疑和怀疑伴随着Gendicine和Oncorine的使用,但是来自中国的这两款基因治疗药物仍然获得了世界的认可。

? 2007年,菲律宾食品药品管理局批准Rexin-G(Mx-dnG1)作为治疗软组织肉瘤和骨肉瘤的药物。

? 随后的2011年,俄罗斯健康部批准了一款质粒依赖的药物Neovasculgen (Cambiogenplasmid) 用于外周血管病和肢体缺血。

? 2012年,欧盟欧洲药物管理局(EU EMA)批准了第一款基因治疗药物Glybera,Glybera是一款基于重组腺相关病毒载体用于治疗家族脂蛋白脂肪酶缺陷的药物。市场批准Glybera是整个基因治疗领域的里程碑,促进了基因治疗的发展

? 2013年,食品药品监督管理局(FDA)批准了一款包含载脂蛋白B-100的寡核苷酸Kynamro(Mipomersen) 用于治疗纯合家族高血胆脂醇症(琥珀症,HoFH)。

? 2015年,基因工程修饰的用于治疗黑色素瘤的溶瘤病毒治疗性药物Imlygic(Talimogene Laherparepvec)作为获得FDA的批准的第一款美国的溶瘤病毒药物

2015年以后,基因治疗进入一个新的发展阶段,每年都有基因治疗药物被监管局批准。基因疗法重回中心舞台后,2016年又有4款基因治疗药物获批。

? 欧洲药物管理局批准的Zalmoxis是一款逆转录病毒载体改造的同种异体T细胞,可用于造血干细胞移植后辅助恢复患者的免疫系统。

? Strimvelis是一种转导表达人腺苷脱氨酶ADA的人自体CD34阳性细胞。欧洲药物管理局批准Strimvelis可用于治疗由于腺苷脱氨酶缺失导致的重度联合免疫缺陷。Strimvelis是第一个在全球获得批准的矫正用间接人体外基因治疗疗法

? Spinraza(Nusinersen)和Exondys 51(Eteplirsen)都是反义寡聚脱氧核苷酸药物。Spinraza用于治疗脊髓性肌萎缩;Exondys 51(Eteplirsen)用于治疗杜氏肌营养不良。Spinraza和Exondys 51都是FDA批准的药物。

2017年,美国FDA批准了三款基因治疗药物,韩国食品药品安全局批准了一款基因治疗药物。

? FDA批准了最初的两种CD19-靶向的嵌合抗原受体T细胞免疫疗法Kymriah(Tisagenlecleucel)和Yescarta(Axicabtagene Ciloleucel)。在这两种疗法中CD19基因在体外被引入从患者体内获取的自体T细胞中。Kymriah是第一种FDA批准的嵌合抗原受体T细胞和基因治疗产品,可用于治疗25岁以下的复发性B细胞急性成淋巴细胞性白血病。Yescarta被用来治疗成年患者复发或难治愈的大B细胞淋巴瘤

? Luxturna(Voretigene Neparvovec-rzyl)是一种重组腺相关病毒依赖的基因治疗药物,可用于治疗证实的双等位基因RPE65突变相关的视网膜营养障碍性疾病患者。

? Invossa是韩国食品安全管理局批准的转导了人转化生长因子TGF-β1基因的同种异体人软骨细胞,这是韩国的第一款基因治疗产品,被用于治疗中度骨性关节炎这种全身性疾病。

2018年,药物监管部门批准了一款RNA干扰药物和一款反义RNA药物。

? 2018年8月,Onpattro (Patisiran) 作为第一款RNAi药物获得美国FDA和欧盟EMA的许可。2018年7月,Tegsedi (Inotersen) 作为一款反义RNA药物获得欧盟EMA的批准;2018年10月,又获得了美国FDA和加拿大卫生部批准。Onpattro和Tegsedi都用于治疗遗传性甲状腺淀粉样变性

截止2019年8月,四款新的基因治疗药物分别获得日本厚生劳动省(MHLW)、美国FDA和欧盟EMA的批准。

? 日本厚生劳动省批准了第一款基因治疗药物Collategene(Beperminogene Perplasmid)。Collategene是一个编码人HGF基因的裸露质粒,可用于治疗重症下肢缺血

? Zolgensma(Onasemnogene Abeparvovec-xioi)获得FDA批准,它是一款治疗儿童脊髓性肌肉萎缩症和SMN1双等位基因突变的基于重组腺相关病毒的基因治疗药物。

? Waylivra(Volanesorsen)是一种载脂蛋白CIII mRNA的反义寡核苷酸抑制剂,获得了欧盟EMA批准用于治疗成年人家族性乳糜微粒血症综合征

? Zynteglo是一款欧盟EMA批准的治疗12岁及以上输血依赖性地中海贫血的药物。它是通过慢病毒载体将编码βA-T87Q-珠蛋白的基因导入自体包括造血干细胞在内的CD34阳性细胞中。

这篇综述,总结了1998年8月到2019年8月不同国家地区药物管理机构批准的基因治疗药物,强调了开发基因治疗药物的机遇和挑战。

3. 裸露的质粒/DNA(Naked plasmids/DNA)

3.1 裸露的质粒

基因治疗是一种新出现的方法,可以增加外周动脉疾病造成的CLI患者的血管重建能力。虽然病毒载体显示了高效的基因转导能力,病毒载体介导的促血管生成因子等基因的传递诱导了小鼠心脏血管瘤的形成。此外,在缺血肌肉中注入可使VEGF组成型表达的基因工程成肌细胞,24天后也可以观察到血管瘤的形成。因此,应该避免促血管生成因子(比如VEGF、成纤维细胞生长因子和肝细胞生长因子)的长期组成性表达。基于此观点,裸露的质粒DNA以其易于操作和安全性吸引了研究者的注意,但是体内裸露质粒的基因表达能力有限。

Neovasculgen(Cambiogenplasmid) 是一种编码165个氨基酸形式VEGF的质粒,由CMV启动子驱动,适用于治疗外周血管疾病,包括动脉粥样硬化引起的CLI。肌肉注射后,VEGF165的表达可以刺激侧枝血管的生长,维持5年的治疗效果,提高患者生存质量。2016年在俄罗斯获批后,Neovasculgen开始在临床试验中治疗糖尿病足综合征。

2016年,一项在美国和欧洲开展的CLI患者多国三期临床试验终止,依据日本研究人员主导的临床研究和一项随机、安慰剂对照的三期临床试验的阳性结果,Collategene (Beperminogene Perplasmid) 获得了日本厚生劳动省的条件性批准。

Collategene是CMV启动子驱动的编码人HGF的质粒,它具有潜在的血管生成能力,当通过下肢肌肉注射后,具有潜在的血管生成活性,可用于治疗缺血性疾病。裸露质粒被靶细胞摄取后产生诱导新生血管生成的编码蛋白。

3.2 裸露DNA-反义寡核苷酸

与核酸正义链互补的反义寡核苷酸是一类通常15-30bp长度的短的人工合成的单链寡核苷酸,可以修改mRNA、调节蛋白表达以封锁疾病进程。Vitravene(Fomivirsen)是美国FDA (1998年)和欧盟EMA(1999年)批准上市的第一种反义寡核苷酸,可以通过玻璃体内注射治疗局部巨细胞病毒视网膜炎。

Vitravene的DNA序列与编码人巨细胞病毒主要即早期区域2的mRNA转录本的序列互补。一旦结合到mRNA上,通过靶序列和Vitravene(反义寡核苷酸,DNA)形成的RNA-DNA杂交本就会成为RNaseH的底物,导致靶mRNA的降解。因此,由于其主要即早期区域2蛋白合成被抑制,人巨细胞病毒的复制受到抑制。

然而,由于其高抗逆转录病毒活性,Vitravene被从欧洲市场(2002年)和美国市场(2006年)召回。

HoFH与低密度脂蛋白的超高血浆浓度相关。低密度脂蛋白LDL颗粒的核心蛋白是载脂蛋白B (apoB)。Kynamro是与apoB mRNA编码区互补的反义寡核苷酸。类似地,apoB mRNA和Kynamro形成的RNA-DNA杂交本中的mRNA可以被RNaseH裂解,通过降低低密度脂蛋白胆固醇的水平抑制apoB的翻译。对于遗传确诊的家族性乳糜微粒血症综合征和高风险胰腺炎成年患者,于饮食中添加服用Waylivra(Volanesorsen) 在欧洲市场受到了条件性的认可。载脂蛋白C-III的过表达与家族乳糜颗粒血症综合征有关。Waylivra与apoC-III mRNA选择性结合形成RNA-DNA杂交体造成mRNA的降解,通过抑制apoC-III的过表达降低血浆中apoC-III含量。

2016年,FDA批准Exondys 51 (Eteplirsen) 用于治疗患者的DMD,适合外显子51跳读的DMD基因习惯性突变的患者。DMD是一种X连锁隐形遗传病,是由编码功能性抗肌萎缩蛋白DMD基因突变导致的。抗肌萎缩蛋白缺陷可以导致骨骼肌和心肌进行性退化。Exondys 51可与抗肌萎缩蛋白pre-mRNA的外显子51退火,诱导外显子51的跳读,修复内部截短、仅有部分功能的抗肌萎缩蛋白的产生

Spinraza也是一种治疗小儿和成年脊髓性肌萎缩症的反义寡核苷酸。脊髓性肌萎缩症一般由同型纯合整个SMN1基因的删除、SMN2基因无法表达充足的功能性SMN导致。Spinraza通过靶向、封锁一个外显子7的内部剪接位点,增加SMN2 mRNA转录本含量,恢复全长SMN蛋白的产生。

Tegsedi (inotersen) 是靶向甲状腺素运载蛋白TTR的反义寡核苷酸,已获欧盟、美国和加拿大批准用于治疗成年人hATTR型多发性神经病。hATTR是一种罕见的常染色体显性疾病,是由肝脏蛋白TTR的错误折叠、TTR蛋白片段以蛋白沉淀的形式在全身组织器官(包括外周神经系统和心脏)富集引起的。Tegsedi可以结合TTR mRNA形成Tegsedi-TTR mRNA杂交本,并通过RNaseH裂解mRNA,封闭TTR蛋白在肝脏中的合成。因此Tegsedi可以减少血浆TTR蛋白和全身TTR的蛋白沉淀,缓解hATTR症状。

4. 非病毒载体装载RNAi药物

RNAi利用内源转录后机制调节基因表达。小干扰RNA(siRNA)是一类通常20-22nt长的双链RNA分子。结合到RNA诱导的沉默复合体之后,siRNA通过裂解靶mRNA沉默基因的表达。因此,siRNA已经被认定为一种潜在的人类疾病治疗制剂。

阿里拉姆制药(Alnylam Pharmaceuticals)开发的Onpattro (patisiran) 是全球第一款RNAi药物。FDA批准Onpattro可以治疗成年人hATTR多发性神经病,随后欧盟EMA批准Onpattro可以治疗成年患者第一、第二阶段的多发性神经病。

Onpattro包含一种人工siRNA,可以通过RNAi降解突变和野生型TTR mRNA,导致血浆TTR蛋白水平的下降和组织中TTR蛋白沉积量的减少。这种靶向TTR mRNA的siRNA是由非病毒脂质纳米颗粒递呈的,这种脂质纳米颗粒可以将siTTR递呈到肝细胞。肝脏是TTR产生的主要位点,这样可以特异性地抑制肝脏合成TTR。

5. 病毒载体

病毒因其好的感染效率和在体内体外靶细胞中持久表达的潜力,是第一种被用于人类基因治疗的基因载体。即使现在,病毒载体仍然是人类细胞治疗和基因治疗产品的主流工具。病毒载体占据了基因治疗临床试验的第一个位置,超过70%的基因治疗方案应用了病毒载体。目前,主要应用的病毒载体包括腺病毒、逆转录病毒、慢病毒、重组腺相关病毒、简单疱疹病毒等

腺病毒载体是临床试验中最普遍使用的基因治疗载体。普遍地,裸露双链DNA腺病毒具有很大的包装外源DNA的能力(7.5kb-37kb),可以在一个相对宽的宿主细胞范围内提供短期附加体形式的表达。第三代腺病毒可以避免初始腺病毒载体引起的免疫反应,工程化包装用细胞系可以生产大量重组颗粒以支持开展临床试验。Gendicine (重组人p53腺病毒颗粒) 是E1取代的复制不完全的5型腺病毒,可以在劳斯肉瘤病毒启动子的转录调节下编码人p53蛋白。

2004年,赛百诺基因技术有限公司(SiBiono GeneTech)首次在中国发起了联合放射疗法对鼻咽癌的治疗。P53是一种重要的转录调节因子,p53功能的缺失对于人类肿瘤的进程至关重要。通过直接将Gendicine注射进肿瘤,肿瘤细胞可以感染腺病毒颗粒,表达升高的p53可以导致肿瘤细胞周期的滞留或细胞凋亡。重组人5型腺病毒注射液Oncorine也是一种遗传工程腺病毒,与化疗连用可以治疗患者晚期难治性鼻咽癌。Oncorine是删除了野生5型腺病毒E1B-55kD和E3区的重组病毒,这些删除导致其可以选择性地在肿瘤细胞中复制并杀死肿瘤细胞,而普通细胞不受影响。

目前,由于其低免疫原性、降低的宿主基因组整合性致癌风险和广泛的血清特异性,重组腺相关病毒载体成为了基因递呈的理想工具。依据重组腺相关病毒载体平台开发的Glybera(Alipogene Tiparvovec)、Luxturna (Voretigene neparvovec-rzyl)和Zolgensma(Onasemnogene Abeparvovec-xioi) 可以分别治疗一些器官性疾病——家族性脂蛋白脂肪酶缺陷(LPLD),双等位基因RPE65突变相关视网膜营养障碍和双等位基因SMN1突变相关脊髓性肌肉萎缩症(SMA)。Glybera可以注射入下肢肌肉并被成肌细胞摄取,这些成肌细胞表达LPLS447X编码的LPL蛋白,以降低一些具有家族性脂蛋白脂肪酶患者严重或多发性胰腺炎的长期发生率。然而,由于其高花费和低利用率而非其安全性和有效性,它被从市场上召回。

Luxturna是一款重组腺相关病毒2型载体,它被遗传修饰以表达人视网膜色素上皮特异性蛋白RPE65。对于视网膜营养障碍性疾病的患者,通过在视网膜底注射Luxiturna使一些视网膜色素上皮细胞转导表达RPE65蛋白,使患者获得恢复视觉周期的潜力。Zolgensma是一种利用重组腺相关病毒9载体、用CMV/CβA杂交启动子控制人SMN蛋白编码的转基因药物。对两名患者静脉注射Zolgensma使得SMN蛋白在脊髓运动神经元、脑神经元和胶细胞中获得转导和表达。相比Spinraza,Zolgensma在总体存活期方面有功效优势。这种临床试验中对生存期的功效优势独立于永久辅助通气、运动机能和动作发展指标。

HSV由一个编码100-200个基因、包含152kb双链DNA基因组的二十面体核衣壳组成。HSV几乎可以感染人体内的各种细胞,特别是其大基因组能够携带长链的外源DNA序列,因此HSV是一种用于人类基因治疗的重要载体。Imlygic (Talimogene Laherparepvec) 是一种致弱的活HSV I型载体,可以表达遗传修饰的人GM-CSF。将Imlygic注射到肿瘤内后,其可以在肿瘤中复制并产生免疫刺激蛋白GM-CSF。Imlygic可以裂解肿瘤,释放肿瘤相关的抗原,伴随着免疫刺激蛋白GM-CSF的表达促进抗肿瘤免疫应答。作为至今获得FDA和EMA批准的唯一一款溶瘤病毒药物,Imlygic可局部施用于反复复发型黑色素瘤初次手术后不能切除的皮肤、皮下和病变的淋巴结

逆转录病毒载体(γ-逆转录病毒和慢病毒)是一种囊膜化非二十面体的病毒,其基因组由二倍体的单链RNA组成。逆转录病毒载体的典型特点包括在分裂细胞中将基因整合进宿主DNA并使之能够进行长期的基因表达,逆转录病毒载体还被用作靶基因转移和细胞治疗的多功能工具。Rexin-G(Mx-dnG1)是治疗转移性肿瘤的第一款靶向注射的基因治疗载体。

Rexin-G是一种由双嗜性的逆转录载体介导在膜表面表达特殊的胶原蛋白结合基序,可靶向肿瘤组织中的异常信号蛋白,编码杀细胞突变显性-阴性细胞周期G1基因(dnG1)的药物。静脉注射后,Rexin-G通过结合暴露的胶原蛋白聚集在癌性病变处,通过表达杀细胞的dnG1蛋白抑制肿瘤生长和转移。在菲律宾,Rexin-G被批准用于化疗不起作用的肉瘤、骨肉瘤和胰脏癌。在美国开展的临床试验使用Rexin-G作为标准的化疗耐受型胰腺腺瘤、骨肉瘤、肉瘤和乳腺癌的疗法。

6. 细胞介导的基因治疗

6.1 来源于患者的(先天的)细胞基因治疗产品

细胞疗法代表了医学上最近的生物技术革命。细胞疗法是通过完整的活细胞再生修复损伤组织或器官的生物学功能的疗法。FDA对来自于患者的细胞基因疗法产品的定义是:从患者体内取出细胞、利用病毒载体进行基因改造,然后回输到患者体内。来自患者的细胞基因疗法产品可以替换、修复或增强损伤组织、器官或细胞的功能,因此为许多患有无法治愈的疾病的患者带来了希望。

Strimvelis和Zynteglo都是先天性细胞基因治疗产品,都用重组病毒载体转导了患者的CD34阳性细胞。Strimvelis用于治疗没有合适人白细胞抗原匹配的干细胞可供抑制的ADA-SCID患者。ADA缺陷是一种罕见但是致命的单基因嘌呤代谢遗传病。嘌呤核苷酸有毒代谢产物(一般由ADA进行正常代谢)的富集可以导致严重的淋巴细胞减少,细胞和体液免疫功能缺陷以及重度联合免疫缺陷(SCID)。患有ADA-SCID的婴幼儿如果不能恢复免疫功能很可能会在2岁前死亡。

Strimvelis是在自体CD34阳性细胞中利用逆转录病毒载体转导入人ADA cDNA的编码序列建成的。首先,从患者自身骨髓中提取CD34阳性细胞。然后在活体外对提取的CD34阳性细胞通过用整合的逆转录病毒转导表达ADA。最后,修复的CD34阳性细胞被重新注射入患者体内以恢复其免疫功能。在欧洲,Strimvelis已成为治疗无兄弟姐妹或家族供体ADA-SCID患者的一线推荐药物。

地中海贫血是一种微细胞溶血性贫血,由β-球蛋白基因点突变引起。地中海贫血患者需要终生快速输血补充红细胞和铁螯合剂。Zynteglo通过用慢病毒载体将改造的β-球蛋白基因转导进自体CD34阳性细胞再回输,增加了患者体内改造的β-球蛋白基因的功能性拷贝数,这也强调了该病的遗传学原因。Zynteglo回输后,转导的CD34阳性造血干细胞回输进骨髓,分化产生包含具有生物学活性βA-T87Q-珠蛋白的红细胞,βA-T87Q-珠蛋白与α-珠蛋白结合产生功能性的血红蛋白。βA-T87Q-珠蛋白的表达可以纠正地中海贫血患者体内红细胞中β/α-珠蛋白的不平衡,消除对红细胞长期输入的依赖。成功移植并摆脱输血依赖后,Zynteglo的效果将会是终生的。

嵌合抗原受体T细胞疗法(CAR-T)是肿瘤免疫治疗和个性化肿瘤治疗的重要进步。按照这种策略,自体T细胞被通过基因工程表达天然的或合成的受体以重编程其对于特定肿瘤抗原的特异性。CAR-T细胞输回患者体内可以识别并杀伤肿瘤细胞。CAR-T细胞疗法在B细胞恶性肿瘤的临床试验上获得了史无前例的临床响应和高比例的完全缓解。已有两款用于治疗大B细胞淋巴瘤的CAR-T产品获得批准。

Kymriah (Tisagenlecleucel) 是一种通过编码的嵌合抗原受体(CAR)靶向CD19的自体T细胞,它可以识别并清除表达CD19的B细胞,这些B细胞中有一些是恶性的。Kymriah的嵌合抗原受体包含特异识别CD19的小鼠单链抗体片段,并融合了CD3 ζ和4-1BB (CD137) 的胞内信号结构域。CD3 ζ信号结构域对于起始T细胞激活和抗肿瘤活性至关重要,而4-1BB共刺激结构域可以促进Kymriah的扩增和持续。一旦结合到CD19表达的细胞后,嵌合抗原受体信号促进T细胞激活、扩增、持续和对表达CD19的细胞的清除,最终导致高比例B细胞急性成淋巴细胞白血病患者的起始应答和长期缓解。

Yescarta(Axicabtagene Ciloleucel)也是一种通过CAR靶向识别和清除CD19表达的细胞的自体T细胞疗法。Yescarta的CAR包含特异识别CD19的小鼠单链抗体片段并与CD3 ζ及CD28的胞内信号结构域相连。Yescarta结合到CD19表达的靶细胞之后,CD3 ζ和CD28共刺激结构域可以激活下游信号级联反应导致T细胞的激活、效应功能的激活、细胞增殖、炎症细胞因子和趋化因子的分泌以杀死CD19表达的靶细胞。根据FDA的批复,Kymriah适用于治疗小儿及成年患者难治或复发性B细胞前体急性成淋巴细胞白血病,Yescarta适用于治疗成年患者复发或难治性大B细胞淋巴瘤。

6.2 同种异体细胞基因疗法产品

在同种异体细胞基因疗法中,提供用于改造的细胞的捐赠者和利用修饰细胞治疗的接受方是不同的人。在制药上,同种异体细胞基因疗法途径极具潜力,因为同种异体细胞是不必定制的现成商品,相比来自患者的细胞也可以降低费用。

Invossa (TissueGene-C) 适用于治疗伴随综合症(如:疼痛)并且已经保守治疗(如:药物、理疗等)三个月及以上的中度心脏性骨关节炎(Kellgren 和Lawrence分类法,三级)。Invossa是正常同种异体人软骨细胞和放射线照射处理的同种异体人软骨细胞按照3:1混合的产品。这一同种异体人软骨细胞是从1岁大的多趾捐赠者体内分离,并用细胞单层培养扩增生产的,不会在人体内引起免疫应答。这些正常的人软骨细胞用逆转录病毒载体转导后可以表达TGF-β1蛋白,转导的细胞用低剂量γ射线照射使之注射后不会在膝关节内增生。当把放射线照射过的软骨细胞注射进损伤的膝关节后,这些放射线照射的软骨细胞可以持续释放TGF-β1。正常的软骨细胞作为附加细胞可填充缺陷位置,它们也是转导细胞旁分泌的TGF-β1的靶细胞。

Zalmoxis具有免疫调节活性,可以作为移植了造血干细胞的成年高风险恶性血液肿瘤患者的辅助疗法。Zalmoxis由编码截短的人低亲和性神经生长因子受体(ΔLNGFR)和简单疱疹病毒胸苷激酶 (HSV-TK ) 的同种异体T细胞组成。这种同种异体T细胞不仅介导了一个移植物抗肿瘤效应,减轻了移植后的机会感染风险,而且也在造血干细胞移植患者体内造成了移植物抗宿主病的效果

ΔLNGFR是一种表达在同种异体T细胞上的表面标记物,可用来在患者体内示踪同种异体T细胞。HSV-TK是一种移植物抗宿主病的选择性开关,可用来控制患者体内的同种异体T细胞。当患者体内同种异体T细胞造成了移植物抗宿主病时,ΔLNGFR标记的细胞可以通过流式细胞术、免疫组化或PCR检测到;此外,患者体内的同种异体T细胞也可以用更昔洛韦(HSV-TK的前药)选择性地清除。因此,Zalmoxis是一种对造血干细胞移植患者安全有效可控的细胞介导的基因疗法。

7. 结论和展望

基因治疗是医学生物技术革命最新的进展。在过去的半个世纪里,基因疗法迅速吸纳了几乎所有生物技术的成果以开发用于人类的有希望的基因疗法。

从1998年开始,22种基因治疗药物被批准用于治疗人类疾病,这些药物包括裸露的核酸、非病毒载体、病毒载体和细胞介导的基因治疗产品。这些基因治疗药物确实使用了一些重要的生物技术,包括但不限于重组DNA、反义核苷酸、RNA干扰、基因递呈、嵌合抗原受体T细胞和干细胞技术

编码促血管生成因子的裸露质粒被直接注射用于治疗严重下肢缺血,裸露的反义寡核苷酸也可直接用于治疗遗传病(HoFH、DMD、SMA、hATTR和家族性乳糜微粒血症综合征等)。然而,由于竞争不过抗逆转录病毒抑制剂,反义寡核苷酸药物Vitravene被从市场上召回。把siTTR包裹进靶向肝脏的脂质纳米颗粒可生产Onpattro用于治疗hATTR,至今Onpattro是包含siRNA和非病毒载体的唯一一款药物。脂质纳米颗粒可以将siTTR递呈到肝脏细胞,也就是TTR产生的主要位点,以此特异地抑制肝脏合成TTR。非病毒载体应成为提高裸露核酸(包括质粒、反义寡核苷酸、siRNA等)效力和安全性的潜在方式。SiRNA和裸露核酸药物已被作为新分子实体批准上市。

病毒载体是迄今为止最重要的基因递呈方式。有13种批准的基因治疗药物是基于病毒载体的,此外,6款细胞介导的遗传修饰的基因治疗产品也都用的是病毒载体。病毒载体可以直接用于治疗肿瘤和遗传病。不仅如此,细胞介导的基因治疗产品除了治疗肿瘤和遗传病外,也可以作为心脏性骨关节炎和造血干细胞移植的辅助疗法。

然而,对患者来说,病毒载体的临床应答和价格、细胞介导的基因治疗产品都是令人赞赏的。病毒载体Glybera被召回不是因为其效力和安全性,而是由于其每例治疗动辄100万美元的花费实在太贵了。基于病毒载体的新基因疗法产品应该利用或开发新的生物技术降低成本和定价。

细胞疗法,特别是嵌合抗原受体T细胞疗法(CAR-T)在CD19阳性的血液肿瘤患者中获得了令人印象深刻的临床效果,但是CAR-T细胞治疗在实体瘤上还没有显现出类似的效果。针对病例逐一进行的自体T细胞或CAR-T细胞生产平台花费高、周期长,也限制了其大规模临床应用。

此外,CAR-T细胞激活或CAR的毒性限制了治愈效果或其抗肿瘤活性。因此,需要开发CAR-T细胞的新策略以对肿瘤进行免疫治疗。病毒载体和细胞治疗药物已被批准作为新的生物产品。

新基因疗法(如CRISPR-Cas9基因编辑技术和病毒载体)已经被开发用于从单基因遗传病到艾滋病到肿瘤的一系列人类疾病中。基于RNA的基因疗法(如siRNA,反义寡聚核苷酸,mRNA,微小RNA,非编码RNA和小激活RNA)有潜力靶向大部分目前无药可用的靶点,对许多人类疾病(从老年痴呆症到大流感到癌症)给出全新的治疗方案。

在刚刚过去的几年,获批的基因治疗药物已经在临床上获得了令人印象深刻的成果。

基于在DNA或RNA水平治愈人类疾病的潜力以及成熟的研发管线,基因治疗药物将在不久的将来获得更多的批准并使更多的患者受益。

原文链接:sciencedirect.com/scien

制版 | Matteo

这个领域正是我未来的研究方向,虽然我更侧重于递送方面~

首先,广义上的基因疗法(Gene Therapy)是涵盖许多治疗模式的。

因为基因最终要经过表达、翻译过程,以蛋白质的形式发挥作用,所以改变/恢复基因的表达过程是重要的方式之一。这种方式没有改变原有的基因,而是对其表达过程进行调控。比如引入正常的质粒DNA/mRNA来表达正常的蛋白恢复相应的生理功能,用siRNA干扰致病mRNA的存在和表达……

举个近两年最火的例子——新冠mRNA疫苗,其实就也算是基因疗法的一种。

作用机制呢,主要就是mRNA-LNPs疫苗被抗原呈递细胞(包括单核细胞、巨噬细胞和树突状细胞)摄取、处理(经历内涵体逃逸然后翻译出抗原蛋白,并对蛋白进行翻译后处理)并呈递,进而进一步激活各种固有免疫信号以及体液免疫和细胞免疫等各种免疫反应过程~

除了表达新冠抗原蛋白之外,mRNA还可以用来作为其他多种传染性疾病的疫苗以及癌症疫苗,治疗各种基因导致的罕见遗传病,表达各种所需的蛋白

之前看到的moderna的研发管线:

另一种模式是利用一些基因编辑工具(最典型的CRISPR/Cas9直接对患者的基因组进行编辑,来破坏掉致病基因,或者对突变的基因位点进行修复。

其中比较著名的一家公司是Intellia therapeutics,管线布局也是非常广,包括各种遗传罕见病、癌症等等。其开发的用于治疗转甲状腺素蛋白淀粉样变性的基因编辑疗法NTLA-2001,是首个公布的体内CRISPR基因编辑疗法的临床试验结果(2021年6月)。临床试验表明这种疗法安全、有效。

NTLA-2001的临床试验结果发表于《新英格兰医学杂志》(NEJM):

值得一提的是,以上的这些基因疗法绝大多数都是使用脂质纳米粒子(LNP)作为递送载体,所以递送载体(尤其是LNP)的开发也是这一领域的关键问题。只有借助递送载体,才能避免mRNA在体内被迅速降解,利于mRNA被细胞摄取,并且可以赋予其靶向性能,特异性地递送至目标器官或者细胞

而且,以moderna的产品为例,无论是静脉注射,肌肉注射,瘤内注射还是雾化吸入等给药方式,大多数都需要将mRNA做成LNP的剂型,才能较好地发挥其治疗作用。

总的来说,基因治疗这一领域其实仍然处于发展初期,但是发展迅速,并且前景非常广阔!新冠mRNA疫苗的迅速研发成功也是大大激发了对这一领域的关注。随着以LNP为代表的递送系统不断的开发和优化,未来的疾病应用以及疗效一定会进一步拓展,造福更多患者。

理论上来说很难,因为目前大部分基因疗法的原理都是导入外源的基因(无论是导入可表达蛋白的完整基因还是导入小的核酸片段)。一方面因为载体限制,你不可能在一个载体上承载太多核酸片段;另一方面,很多基因少了会致病,多了也会致病,比如著名的原癌基因KRAS,缺失会导致遗传病,扩增有可能导致肿瘤,使得我们不能盲目的往人体内导入太多外源基因。

我印象最深的基因疗法是这个:

因为我们公司的老大以前就是做这个疾病的。这个疗法的原理很简单,就是通过病毒载体,在人体中转入SMN基因,代替缺失的SMN1基因表达有活性的蛋白。当然做起来没有说的那么容易,但理论上来说,只要是蛋白表达缺失导致的遗传病,都可以通过这个方法来逆转,而如果是像TP53那种表达突变蛋白的,就要相对复杂一些。

此外,应该也存在其他原理的基因治疗,但我个人就不太了解了。

基因治疗不是万灵药。

基因治疗不是万灵药。

基因治疗不是万灵药。

重要的事情说三遍。

有些病是基因问题,有些病和基因有关,有些病压根就和基因没关系。

是基因问题的,比如一些基因突变导致的疾病、罕见病、遗传病等等,基因治疗是治标又治本的办法。

和基因有关的问题,比如癌基因导致的癌症、一些类型的免疫疾病、糖尿病等等,基因治疗是辅助手段,可以一定程度上治本杜绝后患,但当下的症状还要看别的治疗手段。

和基因没太大关系的,比如细菌感染、病毒、物理伤害、中毒等,基因治疗可以成为一种治疗手段,但往往并不是最好的那一种。

先回答第一个问题,现状如何。

从三个主要的点说吧:致病基因,给药手段,临床经验。

致病基因的角度,现在科研发展算得上如火如荼,大部分“能找到致病基因”的疾病都被研究很深入了,哪个基因,怎么突变,如何能恢复正常,这三大问题都回答差不多了。

尤其是CRISPR/Cas9这几年的发展,带来大量细胞模型和动物模型,也带来新的操作基因的手段,算得上是成果井喷。

给药手段的角度,科研上有很多方法,但大部分方法都仅局限于实验室。

能不能把治疗片段带进去?能。

能不能治好?难。

治完了动物能不能活?不好说。

目前临床上能用的基本还是病毒载体,而且只有寥寥几个品种。其它大部分方法还需要时间验证。

临床经验的角度,这个太早期了。

虽然基因治疗发展的时间不算短,1990年就有人在做了。但成功的临床经验实在是太少了。

任何一种用到人身上的治疗手段,都需要大量临床试验证明其有效性和安全性。

这种证明不仅需要人数、资金,还需要时间。

没个三五年,谁也不敢说安全。

目前批准的基因治疗为什么这么少?

这是因为大部分已经成熟到具备治疗能力的基因疗法,还在临床试验中,还没有证实有效性和安全性。

而原因嘛,就在于这是个新的领域。

21世纪之前的基因治疗几乎等于没有,2010年前的基因治疗也是以探索为主。目前上市的几个,都是在2010年后开始的做的。

最后说说未来。

2012年cas9技术成熟,之后被大量应用于各种细胞模型和动物模型。

这导致后来的几年里基因研究成果的井喷,也带来基因治疗领域的发展。

成果应用于临床,临床试验几年证实安全性和有效性后可以上市。

最近几年,FDA批准的基因疗法在不断增多,正是那些年的成果集中体现。

而未来几年,基因疗法只会越来越多。

至于说将来能做到什么样子?

个人理解,基因治疗相当于修改计算机系统的源代码。

目前能做到的,大部分是修改小bug,一个两个字符的错误。

可以预见的,将来可以整句整段的替换,修改更多部分,或者说优化源代码。

还可以高通量修改,一次改几百几千几万个点(动物身上已经成功)。

这能带来什么呢?

目前是把有bug不能运行的程序让它运行起来。

或者是把不好的程序关掉。

将来可以直接优化,让不够好的变得更好(这需要伦理审查通过)。

甚至可以创造新程序。

这样对于一些非基因问题,也有解决方案不是。

以1972年Friedmann和Roblin正式提出“gene therapy”这一概念为起点,基因治疗领域已经发展了近50个年头。尽管期间历经起伏,近年来基因治疗药物的不断涌现证实基因治疗正在不断走向成熟。回顾基因治疗的发展史,经历了以下几个发展阶段:

(1)前两个十年:初期探索

1984年,Cepko团队成功设计逆转录病毒载体系统;1989年,第一个获得授权的基因治疗在美国展开。基因治疗此时仍处于谨慎小心的探索阶段。

(2)第三个十年:火热开展

上世纪90年代,基因治疗的临床试验开始火热展开。1995年第一个基因治疗的成功临床案例更是令基因治疗风头无两。然而,1999年美国一名患者在接受基因治疗后因腺病毒载体引发的严重免疫副反应死亡,以及随后一系列试验暴露出的严重副作用,使得基因治疗跌落神坛。

然而关于基因治疗的研究并没有停滞,1998年RNAi机制的发现打开了基因治疗的另一扇大门,视线纷纷转向siRNA药物研发中。

(3)第四个十年:螺旋上升

进入21世纪后,s iRNA药物先后经历了资本的火热追捧和临床不顺后资本的冷遇,缺乏安全有效的递送系统成为这个阶段siRNA药物发展的最大掣肘。随着慢病毒、AAV、LNP、Galnac等递送系统在基因疗法中应用的逐渐成熟,基因治疗逐渐走出困境。

(4)第五个十年:迎来曙光

2012年第一个基因治疗产品Glybera在欧盟上市,且随后三年里不断有ASO药物问世,基因治疗不断回温。2017年两款CAR-T产品获批上市,2018年第一个siRNA药物Onpattro的获批更是极大地提振了小核酸药物及整个基因治疗领域。

基因治疗与单抗药物都属于典型的技术驱动行业,随着递送系统在基因疗法中应用的逐渐成熟,基因治疗药物转化的壁垒被逐步攻破。2013-2017年,全球基因治疗专利数量首次超越论文数量,意味着基因治疗迈入技术成果转化的发展阶段。2017年FDA批准了首个CAR-T疗法产品Kymriah,次年批准了第一个siRNA产品Onpattr o,且已上市产品的65%都是2017年之后批准的,意味着基因治疗已经走到成功商业化和临床获益的爆发点。

经过多年来的技术积累,基因治疗产业已经逐步走向成熟,如果把小分子药物、抗体药物称为生物医药的前两次革命,基因治疗将引领生物医药的第三次产业革命。不同于传统小分子药物和抗体药物在蛋白质水平进行调控,基因治疗可在基因水平发挥作用,因此可以克服传统小分子和抗体的不足,对于致病基因清晰而蛋白质水平难以成药的靶点具有独特优势。

根据基因改造发生在体外还是体内可以分为离体(ex viv o)基因治疗和在体( in vivo)基因治疗。离体基因治疗通常是利用自体或同种异体的细胞在人体外进行基因修饰,再将修饰后的细胞回输入人体内,及通常所称的细胞治疗。其中,最负盛名的便是修饰自体T细胞回输治疗癌症的CAR-T疗法。而在体基因治疗则是利用病毒载体或非病毒载体将治疗基因递送到体内达到治疗(或预防)目的。根据治疗基因的不同,广义上可以分为DNA层面上的离体细胞基因疗法与在体DNA疗法,RNA层面上的基于siRNA/miRNA/ASOs的小核酸药物和基于mRNA的疗法。

医药作为强监管行业,相关法律法规对于行业的发展走向起到了关键作用。相较于传统医药领域,基因治疗领域技术新、更新快,业界对其的了解处于不断加深过程中,监管体系也在和基因治疗同步成长、不断规范。

放眼全球,美国形成了相对较为完善和灵活的监管体系,其特点主要有:

(1)以卫生与公共服务部(HHS)总负责、HHS下属多个部门共同监管

(2)形成了以法律-法规-指南相配合的监管体系将细胞组织分为PHS 351产品和PHS 361产品两类进行管理,基因治疗纳入药品管理法规体系。

(3)指南更新速度快、覆盖面广

FDA和其他管理部门、企业、研究机构相互沟通,形成了一系列关于生物制品制备、指控和临床试验的指南规范。且指南的制定和更新速度快,能够适应基因治疗技术日新月异的发展速度。

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行业的发展离不开规范的监管体系,我国对于基因治疗的监管经历了有限制的自由发展期、全面叫停的整顿期之后正在逐步走向鼓励发展的规范化道路:《细胞治疗产品研究与评价技术指导原则(试行)》,制定了细胞疗法的技术要求,迈出了规范化要求的第一步;《生物医学新技术临床应用管理条例(征求意见稿)》明确了开展临床应用的各方职责、技术准入门槛等,监管规范化逐步加强;2019年6月至今连发两份关于基因治疗生产、质控等全流程技术指导原则,体现出基因治疗生产要求的逐渐规范化以及业界对于基因治疗的理解不断深入。此外,十三五重点提出发展基因治疗、地方政府和科研机构共同合作成立昆山小核酸产业基地等也体现出政策层面对于基因治疗的大力支持。相信政策的支持和规范化的监管将会为基因治疗的发展插上腾飞的翅膀。

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你这是希望有万能药出现,怎么可能有这种方法呢,要对症下药。根据不同基因病的位点做靶向设计。

美国FDA批复的治疗雷勃士黑蒙眼病的基因疗法,用于修复视网膜的基因,可以使患者失而复明。这已经是2017年的事了。针对白血病或重症地中海贫血的治疗,基因疗法也在努力,通过体外编辑患者的血液细胞,再回输给患者。理论上是可行的。

基因疗法在血液疾病和视网膜疾病的修复上,一直被认为是最有可能普及的。而在肌肉骨骼等实体组织,被认为可以操作的难度非常大。

2019年,技术的突破比我们想象来得更快。美国食品药品管理局(FDA)批准了一项治疗治疗脊髓型肌萎缩症的基因疗法——Zolgensma,该疗法成为了目前世界上最昂贵的治疗药物。

此次 FDA 批准基因疗法来自诺华制药公司,主要治疗方式是通过静脉注射一种基于腺相关的病毒载体,将有着完整功能的神经元基因递送至靶运动神经元细胞中,改善肌肉运动功能。患者每 4 个月需要接受一次注射,总治疗周期为 5 年,总费用达 210 万美元。

从未来发展看,随着基因编辑技术的日臻成熟,因基因突变而引起的疾病,基因疗法将是最有希望的一种治疗方法。但如何让成本降低,价格普适,患者都用得起,需要社会公共卫生组织,科学界和商界的共同努力。

基因治疗目前处于上升期,国外有20余款基因治疗药物上市(详见微信公众号细胞与基因治疗领域文章:全球基因治疗上市产品盘点,全球基因治疗上市产品盘点),国内已有几款基因治疗药物进入临床(例如舒泰神治疗乙肝的AAV基因治疗药物也已进入临床,纽福斯获得国内首个眼科体内基因治疗药物治疗LHON临床试验许可(详见微信公众号基因治疗领域文章),国外如火如荼,国内也很火,国内很多家基因治疗公司这两年都融资过亿,高校做基因治疗方向的课题也渐渐多了很多。

随着基因治疗技术的进步、基因组学、(基因与疾病关系等)方面的深入研究,未来是可以找到适用于所有基因疾病的有效普适疗法的。

基本不可能。物质基础是最低层次的。就跟建筑的时候,最重要的不是改良砖瓦结构。而是设计图。基因并不是设计图,只是砖瓦内部结构。

所以,基因根本不可能治病。

原因在于疾病来源不良习惯,不良饮食,不良心理状态。

这就跟你建筑的房子可以维持一百年。但是,居住的人折腾没完,就会缩短使用寿命一样。

所以,太依赖基因的,很快就会出现各种巨大隐患。而且是不可推测的巨大缺陷。

更关键的是,搞基因的人不懂意识是什么。这就像搞电脑的人居然不懂软件一样。

不可能,基因被严重夸大了,很多疾病西医研究不清楚原因就甩锅给基因,不明真相的群众呢,听着还挺有道理的,其实很多都是在扯淡。

比如抑郁症的说法,首先是基因因素,那么我反过来要问一句了,为什么有的人17岁18岁,19岁都没事,恰好到了20岁就开始抑郁?那之前基因就一直没问题,突然基因变异了。

我学过命理学中医针灸以及心理学,我几乎可以百分百的确认像抑郁症的问题跟基因关系不大,而是受气血循环影响,更不可思议的是,这种气血模型是出生的一刻形成的。

再比如说帕金森症就是老年痴呆症,大概率跟基因也没关系,这个问题中医研究的要透彻很多,有个中医大师叫徐文兵,也曾经讲过帕金森症。根本原因不是在于神经细胞问题,而是在于肾精不足,大脑营养跟不上,那么自然萎缩。

这个道理就简单的像一个植物,长期干旱,它必然要老叶先枯萎,这是一种生存策略,这个时候你再强行的通过药剂让它老树叶变绿,速效,但是也是在透支水分,而且迟的时间会很短。

真正的办法是给它浇水呀,中医就相当于浇水, 西医既搞不清楚这个问题,反而反过来嘲笑浇水也算治病?这个肯定是自愈的,孤例不证,你自己的亲身经历都没有任何说服力,没有通过双盲大样本。

双盲大样本验证制定标准,又完全并不考量浇水多少,而是检测这个植物叶片某种激素降低了补充激素,这不很扯淡吗?

基因的作用被过于神化了,而中医的作用被大大贬低了,好在经过这20年的中医低迷期,对欧美社会的疯狂除麦也开始破灭了,这个时候呢,开始更多的耐心研究中医。

单纯以医学而论,中医才是一门医学,他成了一个独立学科的条件,就是他需要有自己的定义,摆脱其他学科,只能对过往现象有效的解释,又能阐述现在的现状以及预测未来的发展趋势,中医完全做得到, 西医是靠工程技术拼凑出来的一门学科,非常精细,特别在手术外伤的治疗方面登峰造极,但的同时呢,经常又一叶障目否。

根据Evaluate Pharma数据显示,全球细胞及基因治疗的市场规模将从2017年的13亿美元增长至2024年的437亿美元,年复合增长率达到65%。

全球基因治疗市场将保持较快增速

2017年美国FDA批准第一款基因疗法产品以来,全球基因疗法的批准步伐迅速加快,目前,全球已经有超过20款基因疗法上市。

根据Evaluate Pharma数据显示,全球细胞及基因治疗的市场规模将从2017年的13亿美元增长至2024年的437亿美元,年复合增长率达到65%。

2020年基因治疗行业融资规模翻番

受新冠疫情驱动、不断增长的工业需求、快速发展的科学技术等多因素影响,2020年,全球细胞及基因治疗行业融资规模出现跨越式增长。根据Global Data数据,2020年,全球细胞及基因治疗行业融资规模达到199亿美元,同比增长103.1%。

基因治疗行业仍处于早期

从融资类型来看,基因治疗行业的后续发行和风险投资规模最大,分别达61亿美元和56亿美元,说明基因治疗行业仍处于早期。2020年基因治疗行业IPO及后续融资企业规模较大,说明该行业未来发展空间较大。

美国制药企业实力走在行业前列

目前,全球前十大制药公司包括辉瑞、罗氏、强生、默沙东、赛诺菲、诺华、abbvie、安进、葛兰素史克、百时美施贵宝均布局基因治疗领域。从企业竞争实力来看,目前,美国制药企业在基因治疗领域技术实力走在行业前列,欧洲地区企业紧随其后。

—— 更多数据来请参考前瞻产业研究院《中国基因治疗行业市场前瞻与投资战略规划报告》

新研究,基因疗法将改善脉络膜血管病患者的视力。

牛津大学纳菲尔德分校眼科学实验室的科学家设计了可有效治疗脉络膜增生的基因疗法。该疗法逆转了6例进行性视力丧失的过程。科学家在《柳叶刀》杂志上发表了他们第一阶段研究的结果。

脉络膜炎是血管层和视网膜的X连锁营养不良,其特征在于脉络膜,视网膜色素上皮和整个视网膜的进行性变性。它的发生频率估计在1 / 50.000和1 / 100.000之间。通常在儿童时期出现症状。它们是:中视视觉的恶化和视野的逐渐缩小。视力障碍在中年发展,结果导致完全失明。

脉络膜炎是由编码REP-1蛋白(Rab escort protein-1)的CHM基因突变引起的。该蛋白是翻译后激活亚细胞Rab定位所必需的,Rab定位控制小泡在分泌途径和内吞作用上的运动.CHM基因突变导致Rab蛋白与中膜的结合受损,从而导致细胞死亡。

通过使用标准的眼科检查和荧光素血管造影术来诊断脉络膜炎。确认疾病的发生需要CHM基因的mRNA和DNA分析,以便在极少数情况下检测点突变,缺失或基因组重排。

6名年龄在35-63岁的男性在该疾病的不同阶段患有脉络膜炎,参与了这项研究。在基因治疗中,使用了CHM基因的变更版本。腺相关病毒(AVV)被用作基因载体。在研究的第一阶段,科学家进行了一次手术,将视网膜解剖,然后用非常细的针头注射了0.1毫升含100亿的溶液。在视网膜光敏层下面

转基因病毒感染了视网膜细胞并产生了受损基因的副本,从而导致恢复缺乏蛋白质的产生并抑制了细胞死亡过程。为了可靠地测量视力差异,将一只AVV施用到一只眼睛。

6个月后评估实验治疗的效果。在所有已研究的研究中,观察到视网膜对光的敏感性均得到改善,其中2例患者的视力得到了显着改善。一名男子能够阅读比在治疗之前低4行的字母,而另一名男子能够阅读在Snellen图表上低2行的字母。

研究人员没有报告该疗法有任何明显的副作用。他们认为类似的基因疗法也可能有助于治疗其他眼科疾病,例如青光眼或黄斑变性。

2022年6月17日/医麦客新闻 eMedClub News/–基因疗法生物技术公司Freeline Therapeutics在6月14日宣布,在针对血友病患者的FLT180a 1/2期B-LIEVE剂量确认试验中,已经开始对第二个队列进行给药。

基于第一组的数据强度,同时与独立数据监测委员会的建议保持一致,第二组的患者将接受与之前相同的低剂量(7.7e11 vg/kg)的FLT180a以及优化后的优化的预防性免疫管理方案。

FLT180a是一款用于B型血友病的研究性基因疗法,使用有效的、合理设计的AAVS3衣壳,其中包含编码人类因子IX(FIX)的功能增益变体Padua变体的表达盒。其主要借助AAV基因载体将含有凝血因子IX基因递送到患者肝细胞中,促使机体产生凝血因子IX,从而达到治病效果。

此前FLT180a已在B-AMAZE中进行了研究,这是一项针对重度和中度B型血友病患者的1/2期剂量寻找试验,目标是使中度和重度B型血友病患者的FIX活性正常化。

另外,第一个队列的给药已于4月完成,数据表明了可预测和持续的因子IX正常化,功效和安全性数据将在2022年7月9日至13日在英国伦敦举行的国际血栓形成与止血学会(ISTH)大会上公布。

Freeline首席医疗官、医学博士Pamela Foulds认为,第一组试验的初始数据表明一次低剂量的FLT180a和短期的预防性免疫管理方案为B型血友病患者的功能性治愈提供了可能;也为计划在2023年上半年启动的3期试验增强了信心。

B型血友病

B型血友病是一种X染色体隐性遗传疾病,由凝血因子IX(FIX)基因缺陷引起。患者绝大部分是男性,发病率大约为3.5万分之一,然而,携带凝血因子基因受影响副本的女性也可能出现症状。根据血液中FIX的水平,B型血友病分为轻度、中度和重度,目前,血友病的治疗方法主要通过每周多次输血补充凝血因子,可选用血浆、凝血酶原复合物(PCC)、FIX浓缩物和重组FIX制品等,虽可一定程度控制病程,但仍有出血风险,也给患者带来许多副作用和很大的经济负担。

B-LIEVE剂量确认试验

B-LIEVE是FLT180a的1/2期剂量确认试验,以商业规模生产,使用短期预防性免疫管理,目标同样是使严重和中度血友病B患者的FIX水平正常化。起始剂量为7.7e11vg/kg是根据1/2期B-AMAZE剂量发现试验和多种建模方法的结果选择的。Freeline预计B-LIEVE试验将最终确定关键3期试验的给药剂量,该试验旨在持续使B型血友病患者在正常范围内实现可预测和持续的因子IX(FIX)表达。

Freeline Therapeutics

Freeline是一家临床阶段的生物技术公司,总部位于英国,并在德国和美国开展业务,为患有遗传性全身性衰弱性疾病的人开发转化性腺相关病毒(AAV)载体介导的全身基因疗法。该公司的综合基因治疗平台包括研究、临床开发和商业化方面的内部能力,拥有B型血友病、法布里病和戈谢病1型的临床项目。

FLT190用于治疗法布里病,是一种含编码人α-Gal A转基因的重组腺相关病毒载体。目前该药物处于1/2期临床研究中。法布里病是一种罕见的X连锁遗传性疾病,α-半乳糖苷酶A(α-Gal A)的基因突变导致α-半乳糖苷酶A结构和功能异常,代谢底物三已糖神经酰胺(GL-3)及相关鞘糖脂在多个器官内大量堆积,造成相关组织的功能障碍。

近期治疗血友病的AAV基因疗法进展
2022年6月,上海信致医药科技有限公司(信念医药全资子公司)申办的 “AAV载体表达人凝血因子FVIII基因治疗技术治疗血友病A的临床研究”(国科遗办审字〔2022〕GH2330号)的AAV(腺相关病毒)基因疗法临床研究通过中国人类遗传资源管理办公室审评。该基因疗法是一款静脉给药AAV的基因疗法,搭载的目的基因可过表达人凝血因子FVIII(hFVIII),用以提高机体血液FVIII的循环水平。

2022年6月10日,CDE官网公示,至善唯新 AAV基因治疗药物 ZS801 注射液临床试验申请已获受理。据悉,该项目将用于治疗B型血友病。至善唯新所采取的治疗策略是通过重组腺相关病毒(rAAV)搭载健康高效的凝血因子基因片段输送回患者体内,病毒不会整合到患者体内正常的染色体上,而是以一种独立游离的染色体形式长存于患者体内,并利用正常细胞内的氨基酸等原料物质为患者源源不断生产凝血因子,从而达到根治血友病的目的。
2022年5月,CSL Behring公司宣布其针对血友病B的研究性基因治疗药物etranacogene dezaparvovec的生物制品许可申请(BLA)已获得美国食品和药物管理局(FDA)优先审评资格。如果获得批准,这将是第一个治疗血友病B的基因疗法。Etranacogene dezaparvovec最初由uniQure公司开发,旨在使用AAV5载体递送表达FIX Padua变体的转基因。
2022年4月20日,CDE官网最新公示,上海天泽云泰生物医药有限公司VGB-R04注射液临床试验申请已获批准,适应症为先天性凝血因子IX缺乏引起的血友病B。VGB-R04是天泽云泰自主研发的首个AAV基因治疗产品。VGB-R04静脉注射后,通过AAV衣壳蛋白介导的肝脏细胞转导,将VGB-R04表达盒递送至细胞核。VGB-R04表达盒以游离DNA的形式存在,在肝脏细胞中表达凝血因子Ⅸ高活性天然变体(hFIX Padua)蛋白。肝脏表达并分泌入血的hFIX Padua蛋白替代缺失的先天性凝血因子IX发挥作用,从而纠正血友病B患者的凝血障碍。
推荐阅读:从罕见病到常见病,盘点近期AAV基因疗法领域的进展

参考资料:

1.freeline.life

2.biospace.com

3.Carlos J. Miranda, Jenny McIntosh, Liver directed AAV gene therapy to treat Gaucher disease, Molecular Genetics and Metabolism, Volume 126, Issue 2, 2019, Page S100, ISSN 1096-7192,

4.原文阅读:AAV基因疗法新进展:Freeline宣布启动第二队列给药
——近期热门活动一览——

▼6月17日,药物安全毒理学中的早期线粒体筛选

▼6月22日,基因治疗技术进展

职场上哪些行为会凸显自己的工作能力?

发现一个有趣的现象。 刚工作一两年的小朋友普遍都认为专业能力是关键能力,但当他们工作三年五年之后,基本都会更认可一些软性能力,像资源整合能力、人际关系能力、甚至是吃苦耐劳这种。为什么?因为位置不同,看到的东西不太一样。你刚毕业,基本就是在一线当工具人,做的事情基本出不了手边执行层面的这堆事儿,眼里当然更看重专业技能。但一旦你跨部门工作多起来,接触更多资源,知道推动项目并不是靠自己把手头事儿做好就行的时候,人际关系、资源整合这些能力就变得重要起来了。但是在今天这个互联网世界里,有一个能力比以上几个 更多

为什么很多人在买首饰时更偏向黄金而非翡翠,论升值的话高货翡翠不是升值可能性更大吗?

黄金不会差别很大,到时候首饰戴旧了,戴破了不想要了,完全可以卖掉,而且金价很透明,翡翠这玩意说白了,买的时候是个宝,再想卖出去,根本没人要,和钻石差不多吧,炒作的成分太大。金子纯度再高,1万块钱也能买个称心如意的饰品了。相对保值看行情差价不会太大出入。而称心如意的翡翠1万真真买不来。你很难期待1万的翡翠转手翻倍卖出去而不折价。在正规实体店里1万块钱你能入手的再拿给别人人家只会给你它本身性价比的价格(实体店商品溢价太高了)。咱能一眼相中的翡翠大都远远高于1万块钱。抛去实体店或者没有品牌的货主卖家! 更多

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