基因治療作為有望一次性治愈基因缺陷類疾病的新興療法,其產(chǎn)業(yè)的廣闊應(yīng)用前景,近年來備受全球關(guān)注,許多國家及地方政府對(duì)基因治療項(xiàng)目加大布局力度。我國的“十四五”規(guī)劃明確指出,基因與生物技術(shù)作為未來產(chǎn)業(yè),被明確為國家七大科技前沿攻關(guān)領(lǐng)域之一,同時(shí),基因技術(shù)被列為需要提前謀劃布局的前沿科技和產(chǎn)業(yè)變革領(lǐng)域。
基因治療探索之路
基因治療(Gene therapy)是指將外源正;?qū)氚屑?xì)胞,使正;蚣m正、補(bǔ)償異常及病變的基因,從而解決其引發(fā)的疾病,進(jìn)而達(dá)到治療目的。在這個(gè)治療過程中,包括了轉(zhuǎn)基因等方面的技術(shù)應(yīng)用,如將外源基因通過基因轉(zhuǎn)移技術(shù)將其插入病人適當(dāng)?shù)氖荏w細(xì)胞中,使外源基因制造的產(chǎn)物能治療基因缺陷導(dǎo)致的特定類型疾病。在過去的幾十年里,基因治療手段對(duì)遺傳類疾病及腫瘤的臨床治療表現(xiàn)出了驚人的功效,從而引發(fā)社會(huì)公眾對(duì)基因治療技術(shù)的探索狂潮。
基因治療的主要適應(yīng)癥和技術(shù)分支
2017年8月30日,美國FDA批準(zhǔn)了諾華公司用于白血病的新基因療法——Kymriah,該治療方法通過將一種新的基因引入體內(nèi)從而對(duì)抗白血病,并取得了良好的臨床療效,這也是美國FDA首次批準(zhǔn)使用的基因療法;蛑委熃┠陙盹L(fēng)頭正盛,目前有超過2500個(gè)基因療法正在全球各地開展臨床試驗(yàn),包括120多個(gè)關(guān)鍵的II/III期或III期臨床研究。而關(guān)于基因治療概念的首次提出,需追溯到20世紀(jì)70年代初。1970年,美國醫(yī)生斯坦利· 科恩(Stanley Cohen)開展了一場(chǎng)未經(jīng)批準(zhǔn)的臨床治療,他試圖通過注射含有精氨酸酶的乳頭瘤病毒來治療一對(duì)姐妹的精氨酸血癥。雖然該嘗試以失敗告終,但時(shí)至今日,它仍作為一個(gè)不可動(dòng)搖的依據(jù)被現(xiàn)今生物醫(yī)藥領(lǐng)域內(nèi)的科研人員高度依賴著。
1972年弗里德曼和羅布林在《科學(xué)》雜志上發(fā)表了一篇題為“人類遺傳病的基因治療”的論文,提出了“引入一個(gè)正常的基因來取代一個(gè)突變基因的”的技術(shù)方法;Martin Cline于1980年進(jìn)行了第一次修改人類DNA的嘗試,并在1989年5月進(jìn)行了美國國立衛(wèi)生研究院批準(zhǔn)的第一次成功的人類核基因轉(zhuǎn)移;1990年9月,在法國安德森開展了第一次治療用途基因轉(zhuǎn)移以及人類DNA首次直接插入核基因組試驗(yàn),這被業(yè)界認(rèn)為能夠治愈許多遺傳疾病的治療方法。
基因治療技術(shù)的流程工藝圖
基因治療發(fā)展格局
在基因治療的發(fā)展歷程中,雖然最初是由國外科研人員開發(fā)并展開相關(guān)研究,但世界上首個(gè)基因治療產(chǎn)品則出現(xiàn)在中國。中國早在1991年對(duì)B型血友病患者展開了世界上第二次基因治療臨床試驗(yàn),并于2003年獲批了世界上第一個(gè)基因治療產(chǎn)品“今又生(Gendicine)”。隨后在約20年的時(shí)間里,中國在基因療法領(lǐng)域方面做出了不斷的努力,針對(duì)的適應(yīng)癥有A/B型血友病、β-地中海貧血癥、轉(zhuǎn)移性非小細(xì)胞肺癌、食道癌、Leber遺傳性視神經(jīng)病變(LHON)、自身免疫性缺陷疾病以及多種癌癥。
中國基因治療技術(shù)發(fā)展簡史
對(duì)比傳統(tǒng)藥物治療手段,基因治療技術(shù)兼具研發(fā)和臨床的優(yōu)勢(shì),讓一些現(xiàn)有的、常規(guī)療法不能解決的罕見病從根本上治愈顯得更有希望。它主要通過以下三種機(jī)制發(fā)揮作用:基因替換、基因抑制、基因?qū)搿?/span>
基因替換:將致病基因替換成該基因的健康拷貝。
基因壓制:使無法正常工作的致病基因失活。
基因?qū)耄?/strong>將一種新的或經(jīng)過修飾的基因引入人體,實(shí)現(xiàn)治療疾病的效果。
根據(jù)臨床數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),25%的生理缺陷、30%的兒童疾病和60%的成年人疾病都是由遺傳因素引起的。人體作為一個(gè)復(fù)雜的平衡系統(tǒng),每一個(gè)基因都直接或者間接地通過復(fù)雜的基因相互關(guān)聯(lián),對(duì)機(jī)體的正常功能產(chǎn)生了決定性影響。而基因治療作為新興的分子生物學(xué)手段,對(duì)患者基因進(jìn)行編輯或改造,目前它的模式主要有兩種:“體外”治療和“體內(nèi)”治療。兩者各有所長,但大多數(shù)臨床試驗(yàn)應(yīng)用更趨向選擇“體外”治療的方式。與“體內(nèi)”治療相比,“體外”治療的優(yōu)勢(shì)主要表現(xiàn)在技術(shù)難度較小、對(duì)載體的要求較低、安全性更高和更符合倫理要求等幾個(gè)方面。然而,“體外”治療也存在很大的局限性,主要表現(xiàn)為候選細(xì)胞種類有限、難以長期保持移植細(xì)胞功效等。
基因療法是當(dāng)代生命科學(xué)中最有前途的熱點(diǎn)之一,是未來醫(yī)學(xué)的希望。近年來,不少科研學(xué)者對(duì)基因療法領(lǐng)域展開研究并獲得相對(duì)可觀的成果。
2022年5月24日,美國羅格斯大學(xué)朱樺教授、抗衰老公司 BioViva 的CEO Elizabeth Parrish,以及哈佛大學(xué) George Church 教授作為共同通訊作者,在《美國國家科學(xué)院院刊》(PNAS)發(fā)表了題為“New intranasal and injectable gene therapy for healthy life extension” 的研究論文[1]。
該項(xiàng)研究結(jié)果顯示,使用巨細(xì)胞病毒(CMV)作為基因遞送載體,通過鼻內(nèi)吸入或注射的方式,對(duì)小鼠進(jìn)行 TERT 基因治療或 FST 基因治療,都能夠顯著改善衰老相關(guān)生物標(biāo)志物的表達(dá)水平,從而將小鼠壽命延長約40%,而且還沒有增加致癌風(fēng)險(xiǎn)等副作用。這項(xiàng)研究如果將來轉(zhuǎn)化應(yīng)用到人類,將有望大幅緩解人口老齡化帶來的壓力和負(fù)面影響。
近年來,作為新的臨床治療手段,基因治療技術(shù)也顯著地影響著制藥業(yè)的發(fā)展方向。截至2022 年2 月,全球共有37 款基因治療藥物獲批上市,從1998 年到2022 年2月,全球基因治療藥物獲批上市的數(shù)量逐年增加。
基因治療未來挑戰(zhàn)
我國基因療法領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)和產(chǎn)品同步發(fā)展,然而基于基因治療的產(chǎn)業(yè)鏈仍不成熟和完善,上中游產(chǎn)業(yè)仍存在大量難關(guān)亟需突破。但在倫理道德及法治規(guī)范的層面,中國基本形成了與基因療法技術(shù)以及行業(yè)發(fā)展相適應(yīng)相協(xié)調(diào)的全面監(jiān)管政策。
中國現(xiàn)行的基因治療監(jiān)管規(guī)范
在基因治療技術(shù)中,尤其是外源基因的“遞送系統(tǒng)”,大量采用著慢病毒和腺病毒,這涉及到這些遞送病毒的復(fù)雜結(jié)構(gòu),在產(chǎn)業(yè)化發(fā)展和具體治療藥物的量化生產(chǎn)過程中,需充分考慮遞送病毒的特性,并對(duì)各種產(chǎn)業(yè)化條件進(jìn)行模索,從而建立一套完整的基因治療質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),從而高效、合規(guī)、安全、經(jīng)濟(jì)的完成基因治療技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。毫無疑問,這是一項(xiàng)非常有挑戰(zhàn)性的工作。此外,一些基因治療技術(shù)的基礎(chǔ)研究工作仍然不夠透徹,基因治療手段的安全性和有效性仍有待商榷。再者,對(duì)于患有罕見病的患者來說,基因治療作為新型的治療手法,治療費(fèi)用高昂,已經(jīng)上市的基因治療產(chǎn)品市場(chǎng)售價(jià)有的高達(dá)數(shù)百萬甚至上千萬,能承擔(dān)如此高昂治療費(fèi)用的患者只有極少數(shù)。
隨著近年來Luxturna、Zolgensma、Zynteglo等基因療法的不斷獲批上市,全球基因治療臨床試驗(yàn)規(guī)模也在持續(xù)擴(kuò)大。不過,隨著基因治療產(chǎn)品逐漸從實(shí)驗(yàn)室、從臨床走向應(yīng)用市場(chǎng),相關(guān)的技術(shù)端、產(chǎn)業(yè)端、臨床端及支付端的問題也逐漸凸顯,成為制約創(chuàng)新技術(shù)發(fā)展的困境。從全球范圍來看,基因治療在經(jīng)歷了十多年的行業(yè)大整改之后剛剛進(jìn)入快速發(fā)展的階段,其在國內(nèi)外的差距要小于其他傳統(tǒng)醫(yī)藥領(lǐng)域,國內(nèi)企業(yè)仍擁有后來居上的潛力?尚业氖,我們正處在醫(yī)藥行業(yè)的創(chuàng)新步伐加快的時(shí)代,基因療法對(duì)患者的康復(fù)產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。對(duì)于患者來說,基因療法有可能完全顛覆現(xiàn)有的傳統(tǒng)治療手段,為遺傳罕見病及腫瘤患者提供了單次治愈的希望。我們堅(jiān)信,在未來有朝一日,基因治療的前景將慢慢兌現(xiàn),為大眾的健康保障帶來更多福祉!
參考文獻(xiàn):
[1]Jaijyan DK, Selariu A, Cruz-Cosme R, Tong M, Yang S, Stefa A, et al. New intranasal and injectable gene therapy for healthy life extension. Proceedings of the National Academy of Sciences. 2022;119(20):e2121499119.