周末文摘 | 基因治疗临床应用的近况及瞻望

迄今为止，全球仅稀有款基因治疗药物上市。2015 年，欧盟核准首款基因治疗产物为用于治疗脂卵白脂酶缺乏症的Glybera。2017 岁尾，美国核准的首款药品是用于治疗急性淋巴性白血病的Kymriah，同年核准了治疗遗传性眼疾的Luxturna。已上市产物适应证及售价如表1所示。

据2018 年5 月研究究竟显露^[1]，其时已经有2600 项基因治疗的临床试验在进行中或许已经完成。这些临床试验集中在三大类疾病。第一类是单基因遗传病（如血友病，戈谢氏病），第二类是多基因疾病（如癌症），第三类是流行症（如艾滋病）。今朝正在开展且备受存眷的疾病如表2所示（癌症相关研究多达数百项，在此不再赘述）。

能够说，基因治疗的临床应用前景广宽，将来将会有越来越多的临床试验开展并进入临床应用。

基因治疗产物包罗以下几种：①质粒DNA，能够对环状DNA分子进行基因工程点窜，将治疗基因携带到人体细胞中。②病毒载体，病毒具有将遗传物质传递到细胞中的自然能力，是以一些基因治疗产品来自病毒。一旦病毒被润饰以消弭其引起流行症的能力，这些经润饰的病毒可用作载体将治疗基因携带到人体细胞中。③细菌载体，细菌能够被润饰以防止它们引起流行症，然后用作载体将治疗基因携带到人体组织中。④人类基因编纂手艺，基因编纂的方针是损坏有害基因或修复突变基因。⑤源自患者的细胞基因治疗产物，从患者体内掏出细胞，进行遗传润饰（平日使用病毒载体），然后返回患者体内。

按照基因改变发生的时机，平日分为两大类（图1）：体外（exvivo）和体内（invivo）。体外是经由修复体外培育细胞的基因，再将修复后的细胞输入到人体，而体内则是直接将可以改变基因的物质经由载体输入到人体。

因为病毒可以高效地进入细胞，今朝多数基因疗法使用革新后的病毒作为载体。在曩昔几十年的研究中，科学家使用过分歧的革新病毒载体。早期的有逆转录病毒（retrovirus）和慢病毒（lentivirus），这两种病毒能够将准确基因插入到人体细胞的DNA中。但因为这种插入随机性较大，若是插入其他正常基因中会导致该基因失活甚至癌症。早期的基因治疗临床试验中有几名患者是以患上了白血病^[2]。随后，科学家又研发了腺病毒（adenovirus）载体。腺病毒载体不会将基因插入到人体细胞的DNA中，而是会经由载体本身的体式在人体细胞中表达其携带的准确基因，是以较为平安。然则，腺病毒会引起较强的免疫回响。1999年一名患者是以在临床试验中作古^[3]，也是基因治疗手艺的成长一度陷入冰点。跟着科学手艺的成长，新一代病毒载体-腺病毒相关病毒（AAV），又给基因疗法带来了进展。AAV平日不会将基因片段插入到人体细胞的DNA中，并且引起的免疫回响也对照低。是以，AAV是当前基因治疗使用的首要载体（表3）。

今朝，基因编纂是基因治疗中研究热度最高、应用前景最为广宽的手艺。该手艺行使基因编纂对象CRISPR 或许锌指核酸酶（ZFN）^[4-5]，定点将修复基因插入到细胞的DNA 中。这一手艺的优势在于既避免了随机插入基因带来的风险，又能经由修复或许插入包管治疗结果的持续性。

需要解说的是，基因疗法不要把所有细胞点窜。好多疾病只需要让一部门细胞表达准确卵白即可。以酶缺乏导致的溶酶体病为例，这些酶平日会被细胞排泄到细胞外，若是有一部门细胞高效表达酶，这些细胞会排泄出大量的酶到细胞外，进入血液，再经由血液轮回输送到全身其他细胞从而起到治疗结果。在局部给药范畴，基因疗法也展示出了广宽的应用前景，如FDA 核准用于治疗遗传性眼疾的基因治疗药物Luxturna，只需要眼睛的部门细胞能够表达原本缺乏的酶（由AAV 载体引入）即可。

今朝，有患者寄望于行使基因治疗来治愈疾病，甚至在不认识风险的情形下贸然介入相关临床研究，在当前基因治疗相关临床研究很少获得监管部门许可的情形下，患者要承担伟大的风险。是以，让患者认识基因治疗在当前临床应用的真实结果和持续时间，对患者很有需要，同时监管部门也应实时提醒相关产物的治疗风险。

在治疗结果方面，疾病已经造成的伤害很难逆转。学术界有人在研究宫内基因治疗（inuterogenetherapy）^[6]，也就是从胎儿阶段就进行基因治疗，从而避免难以逆转的伤害。患者对治愈的等候往往会要求复原到与常人一般，这种改变难度极大。尽管今朝来看，基因治疗切实比常规疗法有一些优势，但离绝对的治愈还有较远的距离。

在持续时间方面，今朝基因治疗多数采用AAV载体在体内表达准确的基因，经由发生准确的卵白施展疗效，并非真正意义上的基因编纂。对前者而言，跟着细胞的盘据和免疫系统的运作，AAV会逐渐在体内消散，是以这种基因疗法的持久性是很大一个问题，理论上并不克疗效持续终身^[7]。实际上，好多实验室在研究若何进行AAV多次打针。

而基因编纂是将准确基因片段插入到细胞的DNA中或许在原位置修复基因突变。这种方式的优势在于被点窜后的基因会跟着细胞盘据而复制，从而长久留存下去。理论上基因编纂的疗效能够持续终身，但这一点还需要临床试验来验证。

对于监管部门而言，FDA如实提醒患者：基因治疗产物由FDA的生物成品评估和研究中心（CBER）监管。所有基因治疗项目在人体中的临床研究在美国启动之前都需要提交研究性新药申请（IND），而且发卖此类产物前需要提交和核准生物制剂许可申请（BLA）。FDA提醒消费者，今朝市面上已经存在用于自我治理的基因治疗产物和“本身”的试剂盒，但出售这些产物是违法的，患者需要确保正在考虑介入的任何基因治疗已经获得FDA核准，或许正在接管适当的监管监视。

在治疗风险方面，致癌风险、免疫回响、基因编纂的脱靶效应和生殖细胞DNA被改变，这些风险需要各好处相关方的亲切注重。

▷1◁ 致癌风险

基因治疗的病毒载体有或者插入并激活人体的原癌基因，从而导致癌症的发生。2003年，在一项针对严反复合型免疫缺乏症（SCID）的基因治疗临床试验中，2名受试者在打针药物后患上了白血病。试验中使用的是逆转录病毒，该病毒会将DN..段立即插入到人体细胞中，若是刚好激活了原癌基因，便会导致癌症。今朝，基因治疗的动物实验中一个主要检测指标即为药物的致癌风险。

▷2◁ 免疫回响

基因治疗使用的病毒载体和表达的外源基因都有或者引起免疫回响。1999年在一项宾夕法尼亚大学开展的针对鸟胺酸氨甲基转移酶缺乏症的基因治疗临床试验中，JesseGelsinger死于对基因治疗药物的强免疫回响。在打针腺病毒载体4天之后，Jesse死于免疫回响导致的器官衰竭和脑灭亡。新一代的基因治疗使用的是腺病毒相关病毒（AAV），免疫原性和平安隐患大幅度降低。不外因为人在生活中经常接触到AAV，多数人已经有针对AAV的抗体存在，是以在临床试验时会首先检测对AAV的免疫回响以确保平安性。

▷3◁ 基因编纂的脱靶效应

今朝基因治疗中涌现出一个新的大类，基因编纂。今朝首要有两种基因编纂对象在临床试验阶段：ZFN和CRISPR。基因编纂在基因治疗范畴的应用首要是原位修复基因突变，或许于平安港湾（SafeHarbor）插入准确基因。但一个主要的问题是脱靶效应，也就是基因编纂对象在其他位置进行编纂造成一些不需要的DNA点窜。若是激活了原癌基因会导致癌症，若是改变了其他主要基因的正常运作也会导致很严重的问题。如今的基因编纂的动物实验一个主要的平安指标就是经由深度测序（deepsequencing）检测脱靶效应。

脱靶效应能够懂得为，基因编纂对象经由识别某些特别的DNA序列从而在指定的位置进行修复，然则人类的基因组这么大，从概率学上，同样或许雷同的DNA序列完全或者显现在其他基因处。

▷4◁ 生殖细胞DNA被改变

学术上称为生殖遗传（germlinetransmission），首要指基因治疗的载体将DN..段插入到生殖细胞的DNA中，而这会导致发生的精子或许卵细胞携带同样的插入片段^[8]。这也将直接影响到下一代的DNA。即使这些插入片段对人体没有任何影响，在伦理学上也是一大疑问。在基因治疗的研究中平日会重点测试该药物对生殖细胞DNA的影响。但相对前面三点，这一点的主要性相对低一些。

基因治疗以其光亮的前景吸引了全世界科学家和患者的存眷，国内患者也等候该项手艺可以早日落地中国，但其奋发的订价令人望而却步。

数据显露，基因治疗的价钱遍及较高（约100万美元），甚至有的药企规划要价400到500万美元^[9]。因为药物研发的成原形对固定，患者人群的数量平日会决意分管成本的几多（图3）。例如斥地一种常见病的药物支出是1亿美元，一种罕有病药物的支出是5000万美元。常见病的患者有10万人，那每位1000元即可收回成本。而罕有病患者或者只有100人，那每位要50万元才能收回成本。

图3 基因治疗费用与患者人数的关系（每年）

数据起原：www.technologyreview.com

上述价钱为基因治疗产物在欧美国度医保报销系统下的订价。如在美国，粘多糖症的基因治疗药物估计售价为100万美元，支撑该价钱的要害在于基因治疗能够庖代现有的干细胞移植，而干细胞移植的价钱是100万美元，所以基因治疗药物天然能够有邻近的价钱。照此逻辑，以中国的生齿基数及发病率较量，该药物订价可为数十万元，但这很或者使药企无法收回成本。是以，如今很难展望基因治疗在中国的订价，影响价钱的素有好多（如医保，患者人数和药企成本等）。