最新报告 | 中国基因治疗发展概况

曼话 曼话 来源:医药魔方
2020-06-26
基因疗法

1999年,因有患者在参加基因治疗临床试验时不幸去世,该领域的热潮迅速退却。而20年后的今天,这类疗法再次回到生物医药领域的“中心”。在过去几年里,基因疗法对遗传性疾病和癌症显示出了不俗的疗效。

 

中国曾在1991年开展世界第二项基因治疗临床试验,针对血友病B,同时,在2003批准了世界上首个基因治疗产品——Gendicine。6月11日,上海交通大学蔡宇伽研究员、上海政法学院王康教授等3位研究者在Nature子刊Gene Therapy发表了题为《An overview of development in gene therapeutics in China》的综述,详细回顾了基因疗法在中国的发展历史,并总结了最近的突出研究进展。

 

以下摘编部分内容:


 过  去  


基因治疗的概念是在20世纪70年代早期提出的,最初是指引入正常基因来替代突变基因,这种策略被称为“基因添加”(gene addition)。尽管近几年基因编辑、碱基编辑等策略兴起,但“基因添加”目前仍是基因治疗的主要手段之一。

 

在基因治疗发展初期,缺乏有效的工具将外源基因递送到人类细胞中是一个主要的挑战。直到20世纪80年代,有科学家发明了病毒载体,这一问题才算初步得以解决。然而,在2000年前后,基于病毒载体的基因疗法发生了几起臭名昭著的事件。1999年,1名18岁的男孩在接受基于腺病毒载体的基因治疗后死于严重的炎症反应。次年,使用基于gammaretroviral vector(也是一种病毒载体)的基因疗法治疗X连锁重症联合免疫缺陷症(SCID-X1)导致了近半数患者患上了T细胞白血病。这些挫折使得基因治疗领域走入了“黑暗时代”。

 

不过,在过去几年里,基因治疗打了一场翻身仗,实现了半个世纪前人们对它的期望。第一个里程碑是2012年Glybera在欧洲获得批准,这是世界上第一个针对遗传性疾病的基因治疗产品。之后几年,多款基因疗法产品获批上市(表1)。


表1 全球已获批的基因治疗产品

来源:Gene Therapy


中国很早就开始了基因治疗研究,首个临床试验可追溯到1991年(全球首个基因治疗试验于1990年在美国进行)。2003年,中国还率先批准了世界上首个基因治疗产品——Gendicine,一种携带p53的溶瘤腺病毒,用于治疗晚期头颈癌。2016年,全球首个CRISPR临床试验也在中国率先开展。下图总结了中国基因治疗领域的一些代表性事件。


来源:Gene Therapy

 

 现  在  


血友病


血友病(Hemophilia)的基因治疗在21世纪取得了重要进展。全球范围内,许多报道显示腺相关病毒(AAV)介导的基因治疗对血友病有显著的临床疗效。然而在中国,虽然1991年开展的首个基因治疗临床试验针对的就是血友病,但直到最近几年,才有更多临床试验进一步开展,比如NCT04135300(静脉输注基于AAV的基因疗法BBM-H901用于治疗血友病B)、NCT03217032(慢病毒FVIII基因修饰HSPC移植用于治疗血友病A)(表2)。一些科学家团队在基础研究方面也取得了重要进展。

 

表2 中国正在进行的基因治疗临床试验

来源:Gene Therapy


β-地中海贫血

 

β-地中海贫血是由于血红蛋白β链的合成受部分或完全抑制所致。这类疾病的基因疗法在美国和欧洲的临床试验中,在安全性和有效性方面取得了巨大的成功。然而,β-地中海贫血基因治疗在中国还处于初期阶段,目前还没有相关的临床数据公开(表2),甚至临床前研究的数量也非常有限。

 

体细胞基因编辑

 

通过治疗遗传性疾病、感染性疾病和获得性疾病,体细胞基因编辑已显示出潜力。基因编辑的临床试验从锌指核酸酶(ZFN)技术开始,最初用于治疗HIV感染。现在基于ZFN的基因治疗已经扩展到血友病、法布里病、黏多糖贮积症II型和珠蛋白营养不良。

 

除了ZFN技术,基于CRISPR技术的临床试验也在最近几年逐渐兴起。2018年,美国和欧洲启动了两个I/II期临床项目,调查CRISPR修饰的自体造血干细胞(HSC;CTX101)的安全性和有效性,两项试验分别针对β-地中海贫血(NCT03655678)和镰状细胞病(NCT03745287)患者。2019年,另一个临床阶段的基因编辑项目(EDIT-101)获FDA批准,用于针对Leber先天性黑朦10(LCA10,一种遗传性严重视网膜退化疾病)患者开展研究。EDIT-101是一种AAV携带的CRISPR疗法。值得一提的是,这是世界首个体内CRISPR基因编辑试验。

 

在中国,到目前为止,所有的基因编辑试验都是基于CRISPR的体外策略。四川大学华西医院肿瘤学家卢铀教授研究小组率先在临床试验中使用CRISPR敲除自体T细胞上的PD-1,目的是治疗非小细胞肺癌(NCT02793856)。不久前,团队在Nature Medicine 上公布了试验数据。研究结果显示,所有治疗相关不良事件均为1/2级[2]。截至2020年1月31日中位随访47.1周后,12例患者均未显示治疗相关严重不良事件。有效性方面,基因编辑T细胞回输后可在外周血中检测到。患者中位无进展生存期(PFS)为7.7周,中位总生存期为42.6周。无患者获得部分缓解,最好的情况是2例患者出现过病情稳定。


另一项由杭州市肿瘤医院吴式琇博士领导的试验采用了同样的策略,但治疗的是晚期食管癌患者(NCT03081715)。此外,2019年9月,一篇NEJM报道了中国科学家首次利用CRISPR在HSPCs中编辑CCR5基因并成功移植到罹患HIV和急性淋巴细胞白血病的患者中的案例,移植治疗使病人的急性淋巴白血病得到完全缓解,携带CCR5突变的供体细胞能够在受体体内长期存活达19个月[3]。这些结果为其它基于CRISPR的基因治疗研究带来了极大的鼓舞。

 

  递送  


除了临床试验进展,这篇综述还就基因治疗的递送策略进行了讨论。从临床来看,目前,慢病毒载体、逆转录病毒载体、腺病毒载体和AAV是最常用的病毒载体,而脂质纳米颗粒和转座子是最常用的非病毒载体。慢病毒载体已被广泛应用于基于HSC的基因治疗和CAR-T细胞治疗,尽管在超过10年的随访期间,HSC中基于慢病毒的基因治疗没有发生一例致癌事件,但对插入性突变的担忧仍然存在。逆转录病毒是FDA于1990年批准用于基因治疗临床试验的首个载体,在该试验中,基因疗法被用于治疗一种单基因病——腺苷脱氨酶缺乏症(ADA-SCID)。


迄今为止,在所有利用基于逆转录病毒的基因疗法治疗ADA-SCID患者的临床试验中,均没有报道任何致命的影响;然而,当被用于治疗SCID-X1时,由于激活了附近的致癌基因,一些患者患上了白血病。AAV主要以游离DNA的形式存在,通常被认为是一种非插入型载体,因此被广泛应用于基因治疗发展的各个阶段(表1、表2)。中国最近的一份报告证实了基于AAV2的基因疗法对Leber遗传性视神经病变(LHON,一种导致视力丧失的遗传性线粒体疾病)患者的治疗益处和安全性。不过,虽然在大量临床试验中显示了其安全性和有效性,但AAV最近被怀疑与癌症有关,这提醒研究者们对该载体的长期安全性要谨慎。

 

在中国,载体的发展主要集中在非病毒载体上,这些载体的细胞内递送是一个巨大的挑战,因为在运输路径上存在多种障碍,如内吞作用、内体逃逸和细胞内释放。大多数非病毒类载体主要通过内吞途径进入细胞,内吞后的载体会与生物膜成分组装成内体,之后通过多种机制发展为溶酶体,而溶酶体中有大量的降解酶,会使其包含的基因药物发生降解而失效,因此,一种有效的非病毒载体应能够促进基因药物快速从内体中逃离。

 

  监管  


综述的最后一个模块重点讨论了中国基因治疗监管方面的变化。基因治疗的监管政策于1993年首次出台,到目前为止的演变大致可以分为三个阶段。20世纪末的监管属于第一阶段,总体来说,这一阶段的监管政策相对宽松;21世纪前15年的监管属于第二阶段,尽管监管仍宽松,但变得更加全面,涉及基因治疗的药物临床试验、质量控制、辅助生殖、伦理审查、干细胞等。2016年至今的监管属于第三阶段,这一阶段的监管特点是监管政策与技术和产业发展、权利保护以及风险控制相协调。受“基因编辑婴儿”事件的影响,中国正在加强生物安全、基因技术、生物医药等领域的立法。以下表3总结了目前中国基因治疗的监管规范。

 

表3 中国目前的基因治疗监管规范

来源:Gene Therapy

 

  未来  


虽然基因疗法在过去几年里在中国逐渐兴起,但要缩小中国和西方国家的差距还有很多工作要做。文章作者认为,第一,要加强教育,作为一种新疗法,基因治疗正在改变制药行业的面貌,但它还远未成熟——也就是说,仍有许多未知的东西有待探索。当发生严重不良事件时,公众的态度可能直接决定了基因疗法的命运。第二,提供稳定的资金,从基因治疗的历史来看,中国很早就起步了,但之后,在相同的时期,相比美国和欧洲,发展很慢,资金支持缺乏是一个重要因素。第三,让监管更“简化”,我国目前的基因治疗监管复杂繁琐。更好地协调不同的规范并简化规范可能有利于我国基因治疗的研究和发展。

 


相关论文:

[1] Dawei Wang et al. An overview of development in gene therapeutics in China. Gene Therapy(2020).

[2] You Lu et al. Safety and feasibility of CRISPR-edited T cells in patients with refractory non-small-cell lung cancer.Nature Medicine (2020).

[3] Lei Xu et al. CRISPR-Edited Stem Cellsin a Patient With HIV and Acute Lymphocytic Leukemia. NEJM(2019).

 

参考资料:

1# 专家点评NEJM |世界首例!陈虎/邓宏魁/吴昊合作团队报道首例CRISPR编辑干细胞治疗HIV和白血病患者(来源:BioArt)

2# How safe is a popular gene therapy vector?(来源:Science)

3# 基因包内传递中的内体逃逸技术(来源:药学学报  )

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