编译丨Jim
编辑丨于靖
很长一段时间内，基因疗法都无法实现它的可能性。
1970年，Stanfield Rogers提出用外源优质DNA取代缺陷DNA的诱人想法。然后，在1972年，Theodore Friedmann和Richard Roblin详细阐述了这个想法，他们写道，病毒可以被改造成包含人类基因后感染患者。一旦被复制到患者的细胞中，这些基因就可以开始发挥作用，弥补缺陷基因和致病基因。
尽管有这些概念上的进步，但临床进展缓慢。
事实上，这个过程甚至出现死胡同和逆转。1971年，Rogers将一种自然产生的病毒用于治疗精氨酸酶缺乏症。1980年，Martin J. Cline尝试用一种体外治疗b型地中海贫血的方法，将重组人珠蛋白基因转染骨髓细胞，然后重新引入患者体内。这两项努力充其量都是没有结果的。
到1990年，行业报道了部分和暂时的基因治疗成功。由William French Anderson领导的科学家们用体外程序治疗了一名患有腺苷脱氨酶缺乏的严重联合免疫缺陷病的4岁女孩。他们用一种病毒感染了患者自己的白细胞，这种病毒被改造成携带一种编码腺苷脱氨酶基因功能变体的基因。在两年的时间里，患者接受了含有转染白细胞的输血。输血虽然没有治愈，但确实减轻了患者的症状。
然后，在1999年，这一领域遭遇了重大挫折，一名患有代谢紊乱的18岁患者在对一种旨在恢复丢失的肝酶的腺病毒产生免疫过度反应后死亡。几年后，几名免疫缺陷患者在接受基因治疗后患上了白血病，因为病毒插入了与癌症相关的基因组位点。
美国FDA反应迅速，暂停了许多基因试验基因疗法。这一领域也陷入停滞不前。
在随后的几年里，研究人员从这些挫折中吸取了教训。例如，确定了更安全的病毒载体，如腺相关病毒（AAV）。它们传递的基因通常留在细胞质中并在那里表达，而不是整合到人类细胞基因组中。这使得它们比一些早期的载体更不可能引发癌症。
自2017年以来，FDA已经批准了一些针对单基因缺陷引起的疾病的基因疗法，包括治疗视网膜营养不良的Luxturna，治疗脊髓性肌萎缩的幼儿的Zolgensma，以及治疗某些乙型地中海贫血患者的Zynteglo。
该机构还批准了几种基于细胞的基因疗法，这些疗法可以改变患者的细胞并将其重新注入患者体内。例如，已经批准了几种使用改良T细胞，特别是嵌合抗原受体（CAR）T细胞的治疗方法。它们已被证明对治疗某些血癌有效。
与此同时，还有数百个基因治疗试验正在进行中。为了解这些研究所呈现的基因治疗现状和近期未来，GEN采访了处于不同临床开发阶段的公司代表。这些公司强调，对于许多疾病来说，包括遗传单基因疾病、复杂疾病甚至癌症，单剂量基因疗法都具有改变疾病的潜力。
01 从心脏到神经系统
位于纽约的Lexeo Therapeutics，一直在开发治疗目前无法治愈的罕见疾病弗里德里希共济失调症（FA）的治疗方法。该疾病由frataxin基因FXN的突变引起，导致神经系统的进行性退化。
Lexeo的执行副总裁兼首席医疗官Jay Barth说：“由于病毒不能有效地在受影响的大脑区域特异转导，所以Lexeo不是针对该疾病的神经病理学，而是针对与FA相关的经常致命的心脏病。”
Lexeo的治疗药物LX2006使用了一种有效感染心肌细胞的AAV，引入FXN基因，增加frataxin水平，从而恢复线粒体功能。根据美国基因与细胞治疗学会（ASGCT）年会上提交的数据，与未经治疗的啮齿类动物相比，接受单次静脉注射LX2006的FA小鼠模型改善了心脏功能、一般活动能力和生存能力，“即使在它们发展到相当晚期的心脏病之后”，Barth指出。
上图：FA导致线粒体功能障碍和心肌细胞产生能量不足；下图：静脉给药AAVs向心肌细胞传递功能性frataxin基因
Lexeo正计划在10名患有心肌病的FA患者中进行I/II期试验，以评估该疗法的安全性。其中一个目标，是确定LX2006的最大安全剂量。Barth说，研究人员正在采取谨慎的方法，因为过度表达frataxin与安全问题有关。
第一组研究队列将接受在小鼠身上显示出疗效的最低剂量，随后的组将逐渐增加剂量。Lexeo将通过心脏组织活检来监测frataxin水平，对患者随访一年，然后根据FDA的要求再随访四年。
在Barth看来，这项研究可以帮助找到一些方法来延长这些病人的生命。
02 与免疫共同对抗实体瘤
当许多基因治疗专注于恢复正常细胞失去的功能时，澳大利亚的免疫肿瘤学公司Imugene正在使用这种方法帮助杀死癌细胞。
2019年，Imugene获得了一种名为CF33的溶瘤病毒，这是一种嵌合牛痘，可以感染恶性实体肿瘤细胞并选择性复制。
免疫基因科学家已经通过各种方式对CF33进行了修补，并在特定癌症类型的患者身上测试。但是Imugene首席执行官兼总裁Leslie Chong表示，Imugene的“皇冠明珠”是含有CD19蛋白编码基因的CF33版本。
这种表面蛋白在B细胞上表达，是几种CAR-T细胞疗法的靶点。使用CF33在肿瘤细胞中诱导CD19的统一表达，可以使CAR-T细胞治疗对实体肿瘤有效。由于肿瘤通常表达不同的细胞表面抗原，这造成此前的CAR-T细胞疗法普遍对实体肿瘤收效甚微。
但是对于CF33，Chong解释说，Imugene将患者的实体肿瘤细胞与CD19靶向的靶点排列在一起，当添加CD19靶向的治疗时，就可以清除之前没有标记的实体肿瘤。
2020年，美国希望之城国家医疗中心的科学家发布了支持这种方法的数据。具体而言，科学家们使用了各种癌症类型的小鼠模型，来研究使用携带CD19的CF33病毒后，再进行CD19靶向的CAR-T细胞治疗的效果。研究显示，接受抗原匹配治疗的小鼠比只接受模拟T细胞或CD19-CAR T细胞的小鼠存活时间明显更长。
Imugene期待识别出可能从“onCARlytics”方法中获益最多的适应症。该公司还计划进行人体试验。Chong指出：“在最初的临床研究中，我们将专注于某些适应症。然而，我认为这个技术应用空间是巨大的。”
onCARlytics是Imugene正在开发的一种联合免疫疗法，通过释放表达CD19的溶瘤病毒，靶向并根除实体肿瘤
03 复杂慢病的新可能
基因治疗公司AskBio也在追赶一个单基因疾病通常范例之外的目标：充血性心力衰竭（CHF），一种心脏不能充分泵血的慢性进行性疾病。AskBio首席开发官兼首席医疗官姜Canwen Jiang表示：“为了降低死亡率和提高患者的生活质量，需要开发更多的药物。”
AskBio治疗这种复杂疾病的方法，是递送一种编码“磷酸酶-1抑制剂-1”的基因，磷酸酶-1是调节心脏收缩的一种关键蛋白质。
Jiang说，通过AAV引入靶向心肌细胞的基因，可以改善心脏功能，逆转和防止发生在心力衰竭中的有害心肌重塑。这种名为NAN-101的治疗方法是通过一次注射到心脏冠状动脉进行治疗。
在收集了可靠的临床前数据后，AskBio于2019年启动一项I期研究，招募了8名III类CHF患者。
根据ASGCT会议上提出的初步结果，通过组织活检，研究人员在1名试验参与者的心脏细胞中观察到NAN-101的有效转导。一个由3名完成了12个月随访的患者组成的队列，似乎对治疗有良好的耐受性，并看到心脏功能的持续改善。
AskBio正在组织名为GenePHIT的II期临床试验
如果研究成功，这不仅会激励AskBio拓展到更广泛的CHF适应症，而且还会支持基因治疗在单基因疾病之外也有用的想法。Jiang认为，这将是一个对行业、学术界和监管机构建立信心的案例。
04 肌营养不良疗法在III期
Sarepta是一家产品进入III期临床的Biotech，专门研究杜氏肌营养不良（DMD）等罕见疾病。其中，DMD属于一种导致进行性肌肉退化的单基因疾病。
对肌肉细胞有亲和力的基因疗法SRP9001，基于一种AAV病毒亚型开发。Sarepta研究开发首席副总裁兼首席医疗官Jake Elkins解释说，SRP9001含有DMD患者组织中缺乏的一种营养不良蛋白的编码基因，以及一种启动子，后者可以在骨骼肌和心肌细胞中产生选择性表达。
在一项跟踪4名年龄在4到7岁的DMD患者的初步研究中，Sarepta收集了使用SRP9001后的4到5年数据。结果显示，SRP9001治疗的耐受性很好，患者在被称为17点运动功能量表（北极星动态评估，NSAA）中表现出7点的改善，尽管他们处于典型的活动能力迅速恶化的年龄。
Elkins补充说，另一项41名儿童参与者的随机II期研究在一年的随访中支持了这些观察。
目前，Sarepta正在密切跟踪120名4至7岁DMD男孩的III期研究。前一半的患者在第一年接受基因治疗，在此期间，另一半患者将接受安慰剂，直到一年后开始接受基因治疗。Elkins表示：“这是对早期发现的一项验证性研究，它将真正扩大我们的知识库，了解这种治疗如何在DMD的门诊患者中起作用。”
2019年末，罗氏预付11.5亿美元，其中包括4亿美元的股权投资，用于引进SRP-9001在美国以外的权利，潜在的里程碑达到17亿美元。这一定程度暗示了DMD药物的市场空间。
Sarepta已经有两种上市的DMD药物，分别是Exondys 51和Vyondys 53，用于特定的患者亚群。但它们的获批基于单臂试验中的替代终点，这引起人们的担忧。Sarepta希望通过基因治疗SRP-9001改变这种状况。
05 修复受损的糖代谢
同样专注于罕见病的，还有Ultragenyx，其DTX401已进入III期临床，该药物用于治疗糖原储存疾病IA型（GSDIa）。
GSDIa是由葡萄糖-6-磷酸酶的遗传缺陷引起的，这种酶在禁食期间将糖原储备分解为葡萄糖。“GSDIa会导致低血糖和肝糖原在肝脏和肾脏的积累，因此需要定期服用玉米淀粉来维持正常的血糖水平。”Ultragenyx负责基因治疗和先天代谢错误的首席医疗官Eric Crombez说。
DTX401基于肝靶向AAV，旨在恢复患者肝细胞中葡萄糖-6-磷酸酶的表达。根据ASGCT会议上公布的结果，DTX401的I/II期研究报告在成人GSDIa患者中只有轻微的不良事件。在三年内，所有12名参与者都能将每日玉米淀粉摄入量减少约70%。在52周时，大多数患者报告自己精力更充沛，思维更清晰。
Crombez断言，如果转基因不起作用，患者将会有很多问题。显著的效果表明，Ultragenyx已经建立了糖原正常分解产生葡萄糖的机制。
受此激励，Ultragenyx在50名患者中启动了一项III期研究，以比较DTX401与生理盐水输注的疗效。主要终点包括患者减少玉米淀粉使用的能力，这将在48周后进行评估，但研究人员希望尽可能长时间地跟踪患者。
由于肝脏的细胞周转率高，而且治疗方法不能与人体基因组结合，因此最终会丢失转基因。这就是为什么Crombez没有把基因疗法描述为最严格意义上的治愈。然而，Crombez强调：“即使20年后你还需要另一剂，这疗效也足够长了。”
参考资料：
1.Gene Therapy Hits Its Stride in the Clinic；GEN