基因疗法

1570万元！就在这两天，网友们再一次被美国药物的价格给震撼住了。   2023年12月8日，一款名为Casgevy的基因治疗药物获得美国FDA批准上市。它被获批用于治疗镰状细胞病（SCD）患者。   在这款药物的定价公布后，高达220万美元的药物价格（约合人民币1570万元）让它迅速火上热搜，夸张的价格让所有人都感到为之咋舌。当然，贵也有贵的好，在它夸张价格的背后，代表着满满的科学进步： 它是首个被FDA批准的，基于CRIPSR基因编辑技术的基因疗法。代表着一个重要的划时代突破。它将人类改变自身基因表达的「神话」转变为现实，或许也意味着人类历史上又一个「潘多拉魔盒」的开启。 「基因魔剪」——CRISPR基因编辑技术，是如何改变我们生活的 我们首先从人类的DNA遗传物质说起。 提起DNA，相信大家都不算陌生。我们身体的每一个信息都写入在体内的基因中，这些遗传物质忠实的记录着生命的基本构造和性能，决定了我们的高矮胖瘦、皮肤黑白、性格外貌，决定了我们的一切。 可是，当有一天，如果我们愕然的发现一把叫做“CRISPR基因编辑”的技术可以用来修改我们的基因——这对我们来说真的是一种非常奇妙的体验，它同时也有一个更为形象的名字——基因魔剪。 2012年6月28日，我们迎来了一个崭新的医学世界。这一天，顶尖学术期刊《科学》杂志刊载了一篇的历史性的论文，介绍了被称为“CRISPR”的全新基因组编辑工具，在医学界掀起了轩然大波。 它的诞生充满了偶然的色彩：CRISPR技术最初来源于原核生物的一种“免疫系统”，这是被用于防御致命病毒的一种生理机制。通过一系列的生物学操作，这种机制竟可以被我们人为控制，去调节我们自身的基因。 最初发现这个现象的，是一个正在攻读博士学位的学生，他将这种现象称：ClusteredRegularly Inter-Spaced Palindromic Repeats，CRISPR的命名就这样诞生了。 在接下来的十年里，CRISPR颠覆了整个生物医疗技术领域，不仅大大加速了基础科学的研发进程，也带来了许多有望从根本上治愈疾病的创新疗法。 2015年《科学》杂志将CRISPR评为年度科学突破；2020年，带来这一技术的两名科学家也斩获了诺贝尔化学奖的殊荣（值得一提的是，华人科学家张锋教授也在CRISPR技术的运用中起到了关键性的作用）。 时值今日，首个CRISPR技术落地的临床疗法终于诞生了。抛开它目前的定价不谈，这仅仅只是CRISPR技术能为人类带来变化的冰山一角。 而究竟是打开临床医学的新大门，还是打开一个「潘多拉魔盒」？这一切，都要看执着这把“剪刀”的手，是否有着一颗赤诚的初心了。 有的“疯狂科学家”用它作恶： 2017年3月至2018年11月，中国学者贺建奎通过伪造伦理审查书，招募了8对感染艾滋病的夫妇志愿者参与其“基因编辑婴儿胚胎”的试验，最终有2名志愿者怀孕，其中一名生下了震惊世界的双胞胎基因编辑女婴露露和娜娜。 这种完全不顾伦理和婴儿健康的鲁莽行为让疯狂的学者付出了代价：被判处三年有期徒刑，同时他还把脸丢到了全世界：被《自然》杂志评选为2018年十大人物，被称为“CRISPR流氓”。   而另一方面，也有赤诚的科学家们希望通过CRISPR的跨时代技术，为癌症治疗带来全新的希望。   2016年10月，四川华西医院正式启动了一项利用基因编辑技术（CRISPR-Cas9）改造T细胞进而用来抗癌的临床试验，当年10月28日，第一位肺癌志愿者接受了基因编辑改造后的T细胞回输治疗（与贺建奎最本质的区别是，这个临床试验只改变了免疫细胞的基因情况，而贺建奎是直接对人体胚胎进行基因编辑）。 这是全球范围内CRISPR-Cas9基因编辑技术第一次用于人体试验。这则消息引起了国内外专业媒体的高度关注，甚至连顶尖的学术杂志《自然》都为此发了新闻稿。在华西医院启动第一项用于癌症患者的临床试验以后，世界各国陆陆续续都启动了类似的临床试验。   2020年4月27日，卢铀教授主持的全球首个基因编辑技术改造T细胞治疗晚期难治性非小细胞肺癌的临床试验结果，正式发表在了《自然.医学》杂志上。   这个临床试验入组的都是其他多种标准治疗失败的晚期、难治性非小细胞肺癌患者，坦率地讲这些病友如果不参加这个临床试验，事实上也已经不存在公认有效的其他治疗方案，因此让这样一批极端难治的晚期肺癌患者来参加这个充满风险和未知的临床试验，是符合伦理要求的。   卢铀教授的团队所采用的治疗方案，是先从患者外周血中把单个核细胞分离出来，然后利用基因编辑技术把这群细胞中的PD-1基因敲除，然后利用专门的培养基、细胞因子和刺激因子把其中的T细胞扩增和活化出来，回输给患者。下图是临床试验大致的流程图：     共有17名晚期难治的非小细胞肺癌患者入组。 试验过程中需要研究者们为患者抽血，送至实验室进行改造，最后将改造完成的免疫细胞回输给患者，这个过程平均需要25天。最终12名患者接受了基因编辑改造的T细胞回输治疗，平均每个人回输的细胞总数是1.33*109，治疗结果达成到了我们的初步预期： 安全性值得肯定 12位患者中没有3级以及3级以上较为严重的不良反应，发生的都是1-2级常见的输液反应、骨髓抑制等。 其中1名患者出现了1级的心律失常，考虑和回输的细胞中少量T细胞可能攻击了心脏细胞有关，不过该患者经过积极治疗，副作用缓解，后续还接受了第2、第3次细胞回输，并未出现严重的不良反应。 免疫疗效值得肯定 基因编辑改造以后的T细胞可以长期在患者的外周血以及肿瘤组织中找到，持续的时间甚至超过1年以上。而患者在接受基因编辑改造的T细胞回输以后，外周血以及肿瘤组织中T细胞的类别、多样性都发生了改变，甚至出现了一部分高度怀疑是特异性针对癌细胞的抗癌的T细胞，这类细胞的比例有所提高。此外，基因编辑的T细胞回输以后，抗癌的细胞因子分泌增加了。 种种迹象表明，基因编辑改造的T细胞有一定的作用。   从临床疗效上来说，具备一定的抗癌实际疗效，但仍有改进空间 12位晚期难治性的非小细胞肺癌患者接受治疗，2名患者疾病稳定，中位总生存期为42.6周。其中1名疗效维持时间最久的患者疗效维持时间76周，这位患者治疗后1年，复查PET-CT发现全身的病灶只剩下1处残留代谢活性。     一个晚期复发难治的非小细胞肺癌，基因编辑改造后的T细胞回输让这位患者疗效维持了76周，实属不易，也让研发这项技术的科学团队看到了一线希望。不过，12个志愿者里只有1个这样不错的案例，总体而言疗效还是有待提升。 究其可能的原因，主要有三点： 01 首先，是2016年时所采用的基因编辑技术还比较落后，整体的基因编辑效率偏低，大约只有5%左右的细胞完成了编辑。 02 其次，患者外周血中分离的单个核细胞中真正能识别癌细胞、真正能抗癌的T细胞比例很低，未经筛选直接基因编辑，哪怕最终扩增的T细胞总数达到了上亿个细胞，但是其中真正能抗癌的T细胞可能只有几万、十几万个，依然数量有限。 03 最后，癌细胞极其聪明，会开发出多种针对性的免疫逃逸的办法，单独使用T细胞回输，即使有效，疗效也很难长期保持。未来，或许需要考虑更复杂的设计或者联合治疗。   […]

截止到3月底，全球已经上市或者BLA（Biologics License Application）的CAR-T药物有7种（Yescarta和奕凯达算一款），但是CAR-T疗法只是CGT的一种，笔者来为大家梳理一下可能引导下一代治疗技术的CGT。 CGT是一种利用基因治疗载体将外源的治疗性基因转导至细胞，再通过外源基因的转录和翻译，改变细胞原有基因表达与治疗疾病的方法。主要分为细胞治疗、基因治疗两种。CGT产品的主要形式包括基因治疗载体、溶瘤病毒产品、细胞产品（如CAR-T、NK细胞）等。细胞治疗主要涉及体外治疗，将病患的细胞在体外进行一定的修饰后再回输回患者体内，从而达到治疗的效果，典型代表就是CAR-T疗法。 图1 细胞治疗过程 基因治疗主要涉及体内治疗，将外源基因导入到患者体内的靶细胞内，然后在基因层面治疗调控蛋白的表达，从而达到治疗疾病的目的。体内治疗主要借助非病毒或病毒载体将功能基因转入宿主细胞，常用的非病毒载体包括聚合物胶束、脂质颗粒、质粒等，常用的病毒载体包括腺病毒、腺相关病毒（AAV）、逆转录病毒、慢病毒等。 图2 体内、外基因治疗过程 01 国内外多种CGT药物上市 CGT的发展与分子生物学、基因组学等基础科学的发展密切相关。可以追溯到1953年DNA双螺旋结构提出和1972年首次提出基因治疗的概念，随后CGT行业不断发展。2003年，全球首个基因治疗药物重组人p53腺病毒注射液（今又生）在中国获批，后续多个CGT产品陆续获批。目前FDA除了已经批准的6个CAR-T药物还批准了2个病毒载体疗法（Zolgenmsa和Luxturna）和1个溶瘤病毒疗法(Imlygic)，中国也有两种CAR-T药物获批。 表1 全球已上市或BLA阶段的CGT药物 （点击查看大图） 02 在研管线丰富，未来CGT市场可期 图3 全球各国的CGT在研管线数量（图左）和在研管线各治疗领域占比（图右）   受益于技术、政策、资本等方面的利好，与CGT相关的研究开发正在如火如荼地进行，全球大约有1300多个细胞与基因治疗项目处于临床阶段，按照地区来看，美国是CGT管线数量最多的国家，有超过600多项，其次是中国，累计超过300项。治疗领域广泛，主要以癌症领域为主，占比超过了60%。从临床分期来看，全球39.5%的临床处于I期，28%处于临床I-II期，25%处于临床II-III期，6%处于临床III期。从临床管线来看，多数CGT项目尚处于临床早期，随着临床管线的推进，CGT产品可能会呈现加速上市的态势。   表2 中国目前处于临床3期的CGT在研管线 （点击查看大图）   自2017年获批以来，Yescarta与Kymriah的销售额节节攀升，2020年两款产品分别实现销售额5.63亿美元与4.74亿美元。2017-2020年复合年均增长率分别为332%与329%。高速放量使得更多CGT产品未来拥有成为重磅药物的潜力，也有望带动CGT研发的“掘金热”。   2021年可谓是国内CAR-T细胞疗法的元年，去年6月批准了复星凯特的CAR-T产品阿基仑赛注射液（奕凯达），9月批准药明巨诺的CAR-T产品瑞基仑赛注射液（倍诺达）。这两款药物的上市为国内晚期血液肿瘤患者提供了全新的治疗手段。   奕凯达是一种自体免疫细胞注射剂，由携带CD19 CAR基因的逆转录病毒载体进行基因修饰的自体靶向人CD19嵌合抗原受体T细胞（CAR-T）制备，是中国首个获批的CAR-T药物。它是复星凯特引进美国Kite（吉利德科学旗下公司，全球首个获批治疗非霍奇金淋巴瘤的CAR-T产品）的Yescarta后，进行技术转移并获授权在中国进行本地化生产的靶向人CD19自体CAR-T细胞治疗产品。奕凯达获批是基于复星凯特在中国开展的一项单臂、开放性、多中心桥接临床试验结果，在难治性侵袭性弥漫大B细胞淋巴瘤中国患者中验证了其有效性和安全性。   倍诺达是国内第2款获批上市的CAR-T产品，也是国内首个获批的1类CAR-T、全球第6款获批上市的CAR-T产品。瑞基仑赛注射液是在美国Juno公司JCAR017的基础上，由药明巨诺自主开发的CAR-T产品。2022年4月3日CDE已授予倍诺达用于治疗套细胞淋巴瘤的突破性治疗药物认定。 03 CGT治疗行业政策 2021年6月复星凯特的阿基仑赛注射液率先获批，成为中国首款上市的CAR-T产品。在此之前，CGT疗法一度因为对其安全性的质疑而受挫，但从国家政策层面来看，经过十余年的鼓励与规范化政策指导，中国CGT治疗领域经历了三个发展阶段，目前已经进入规范化发展阶段。我们来梳理一下这三个阶段。   ➣ 自由发展阶段（1993-2015年） 2009年，卫生部颁布《允许临床应用的第三类医疗技术目录》，将自体免疫细胞（T细胞、NK细胞）治疗技术归入第三类医疗技术目录。   2015年，《干细胞临床研究管理办法（试行）》提出对于干细胞治疗临床研究申报要求和规范，干细胞治疗相关技术不再按照第三类医疗技术管理。同年国务院取消第三类医疗技术临床应用准入的非行政许可审批，简政放权，医疗技术的行政管理从审批制转为备案制，减少了各种繁琐的审批手续造成的时间和精力成本。   ➣ 调整阶段（2016年）   2016年4月的“魏则西事件”敲响了CGT疗法安全性的警钟，国家卫计委立即暂停了所有未经批准的第三类医疗技术的临床应用，明确要求所有免疫治疗技术仅可用于临床研究。   2016年《“十三五”国家科技创新规划》提出发展先进高效生物技术，开展重大疫苗、抗体研制、免疫治疗、基因治疗、细胞治疗、干细胞与再生医药、人体微生物组解析及调控等关键技术研究。   ➣ 规范化发展阶段（2016年-至今）   2017年，国家药监局颁布《细胞治疗产品研究与评价技术指导原则（试行）》，提出细胞治疗产品药学研究、非临床研究、临床研究阶段的安全、有效、质量可控的一般技术要求。 […]

此前有一组专家呼吁在基因疗法的研发过程中应使用更好的研究方法，并更严密地监测基因治疗的副作用。但在上周四举行一次会议上，专家委员会表示不应倡导这种对快速发展的基因治疗研究进行重大变革的策略。尽管该小组提出了如何使基因治疗研究更安全的方法，但难以提出更广泛的建议。该委员会由美国食品药品监督管理局（FDA）召集组成，主要目的是针对基因治疗的风险提出建议。此次会议首日的第一个会议主要讨论的是基因注入细胞是否会最终导致癌症发生，第二个会议则关注的是基因疗法可能引起的肝损伤。   基因疗法是否致癌仍存疑 在讨论潜在的致癌风险时，专家们花了大量时间权衡和分析动物实验的结果，其中一些甚至可以追溯到20多年前。结果表明，基因疗法中一种常用的传递工具（腺相关病毒或AAV），可以将自身融合到某些动物的基因组中，至少在小鼠中，这种整合与肝癌的发生存在关联。今年早些时候，当一名接受生物技术公司UniQure开发的实验性血友病基因疗法的患者被诊断出患有肝癌后，人们对基因疗法的致癌风险是否会在人类中同样发挥作用的担忧逐渐加剧。不过，UniQure已经证明基因疗法并不是导致患者患癌的元凶，FDA专家组也指出致癌风险仍然只是理论意义上的存在，而且在对大型动物和人类的试验中，并未能重现在小鼠身上令人担忧的致癌结果。宾夕法尼亚大学研究员Denise Sabatino在会议上发言称，对接受血友病基因治疗的狗进行的一项研究表明，AAV确实融入了受试狗的基因组，但没有导致参加试验的狗出现癌症。美国顶级基因治疗中心、全国儿童医院再生医学中心主任Christopher Breuer对此表示“这是基因疗法中需要非常严密监测的一部分，但是到目前为止，临床上对此并没有足够程度的认识”。根据辉瑞向FDA提交的一份公开文件显示，该公司在基因治疗方面投入了大量资金，但该公司认为，在“基因疗法与人类致癌存在明确的因果关系”之前，公司不应该进行更多的动物基因整合研究。辉瑞声称，使用人类细胞系，进行评估致癌风险的额外实验，结论会更加具有相关性。与此同时，FDA小组成员表示，更长期的动物试验可能会更有效地捕捉AAV潜在的致癌风险，FDA建议追踪迄今为止接受诺华脊髓性肌萎缩症治疗Zolgensma共计800多名儿童的健康状况。此外，专家们还建议对基因治疗成分进行更仔细的审查。但也有业内人士不愿向FDA提出广泛的建议，因为目前还没有针对基因治疗的各个方面制定规则。安德森癌症中心生物制剂分析开发负责人TabyAhsan表示，“我们才开始了解基因治疗可能存在的科学问题，但现在的情况逼迫我们现在就需要开始推动标准化。认识到当前的现状，将有助于我们在前进的过程中，为临床前研究设计提供可靠的建议。” 肝毒性监管无标准可依 虽然人类AAV基因治疗致癌风险可能只是理论上的存在，但肝毒性是迄今为止的基因疗法临床测试中报告的最常见的副作用之一，并且在少数情况下会导致患者出现严重的健康问题。在一项由Audentes Therapeutics开发的基因疗法的研究中，三名儿童接受了非常高剂量的治疗后，出现了严重肝损伤，最终三人不幸死亡。目前，三名患儿的死亡与治疗之间的确切联系尚不清楚。在接受Zolgensma治疗的患者中也报告了两例急性肝功能衰竭，并且在多项基因治疗研究中，许多血友病患者在治疗后，肝酶计数出现显著增加。显然，肝毒性已经成为基因疗法一个潜在的令人担忧的副作用。专家们呼吁研究人员应该更全面地筛查和评估受试者先前是否患有肝脏疾病，专家们认为此举可能会影响副作用的发展。美国国家糖尿病、消化和肾脏疾病研究所的肝脏专家Theo Heller在会议上表示，“很多研究在早期阶段，都错过了让肝病学家参与的机会，要知道肝毒性是基因疗法的常见副作用。”会议主席兼旧金山加利福尼亚大学帕克癌症免疫治疗研究所副所长Lisa Butterfield也表示支持仔细筛查。不过，委员会几乎没有就如何最有效地管理肝脏安全风险提出其他具体建议。值得注意的是，尽管研究表明，肝毒性最严重的健康后果通常只发生更高的剂量治疗之后，但专家们反对对基因治疗的测试剂量设置上限。此外，一些专家还指出，目前一个主要的困境，在于难以明确基因治疗剂量的构成，因为成分中可能包含治疗性DNA以外的物质。美国国家人类基因组研究所的高级研究员Charles Venditti表示，“这种情况可能会混淆了基因治疗的AAV毒性和毒副作用的问题，而造成的这一结果的原因，又是美国没有基因治疗领域的参考标准”。 存在风险，但不建议限制剂量 会上，委员会也提出了许多可能使基因治疗试验更加安全的方法，例如改善患者进行临床试验的入选筛查方式。然而，没有一个小组成员同意以任何方式放慢研究速度，专家们也拒绝了对基因治疗剂量施加上限，以降低风险的想法。对此，专门从事基因治疗的黑马咨询公司创始人兼首席执行官Anthony Davies表示，“虽然这次会议的结论，对于基因治疗领域临床前和临床不良事件等方面来说是积极的信号，但在很大程度上，专家们的建议并没有触及到可以帮助该领域面向未来可能采取的具体措施。”专家们表示，由于目前基因疗法的生产方式以及某些安全风险的评估方式不一致，因此很难提出可以普遍应用的建议。此前，基因治疗临床试验中发生的一系列安全事件重新引发了外界长期以来对基因疗法副作用的担忧，以及对使用高治疗剂量的顾虑。去年，神经肌肉疾病治疗研究导致了三名儿童死亡，这似乎也促使FDA尽快寻求专家们的建议。FDA组织和高级治疗办公室主任Wilson Bryan在周四的会议开幕式上说，“FDA对这一领域的研发热情必须谨慎评估，因为药物开发的最大风险会落在接受研究产品的患者身上。”参考来源：At FDA meeting, gene therapy experts wrestle with field’s blindspots