思考 | 基因疗法频繁被叫停，安全性问题备受关注
首位人类患者接受基因疗法的治疗，已经是30年前的事了。在这30年里，基因疗法领域曾一飞冲天，也曾一落千丈。基因疗法给人们带来了"一次治疗，终身受益"的希望，然而在它的开发过程中，安全性一直是困扰疗法开发的重要问题之一。
近日，基因疗法的安全性问题再度被放到聚光灯下。9月6日，BioMarin公司宣布FDA暂停了该公司治疗苯丙酮尿症（PKU）基因疗法BMN307的 I/II期临床研究。BMN307是一种以AAV5为载体的基因疗法，其搭载的目的基因可表达功能正常的苯丙氨酸羟化酶（PAH），通过将PAH基因递送到肝细胞，肝细胞可作为产生功能正常的PHA的"工厂"，最终使PKU患者的血液苯丙氨酸（Phe）浓度正常化。
此临床试验暂停是基于一项临床前非GLP药理学研究的新数据，该研究旨在了解BMN307药效活性在带有两种突变（一种突变是敲除了PAH基因，另一种突变则可以使小鼠出现免疫缺陷）的小鼠中的持久性，这两个突变可能使小鼠易患恶性肿瘤。
在接受治疗的63只小鼠中，接受最高剂量（2×1014vg/kg）的7只小鼠中有6只在给药52周后检测到了肝肿瘤，而且研究证据表明AAV载体成分整合到了基因组中。
虽然在FDA暂停的这项临床研究中，患者接受的BMN307剂量较低，为2×1013vg/kg和6×1013vg/kg。但由于动物研究中发现的风险，BioMarin将定期监测受试者的肝 脏健康状况。同时，BioMarin将与数据审查委员会和主要调查员合作，进一步评估已接受治疗的患者，并继续长期监测这些患者。
需要明确的一点是，目前尚未在大型动物或人类中观察到这种由于AAV整合所导致的癌症，所以临床前啮齿动物研究的临床意义尚未确定。
基因疗法波折不断
在此之前，基因疗法也因致死事件或严重毒性被暂停临床试验。去年8月，安斯泰来就报告了接受基因疗法AT132治疗的X连锁肌管肌病患者出现了3例由败血症和胃肠道出血导致的死亡，这一临床研究被暂停。今年9月1日安斯泰来再次宣布暂停AT132的低剂量研究，原因是在给药后数周内观察到了患者出现肝功能异常。
今年2月份，bluebird bio暂停了基因疗法LentiGlobin在镰状细胞病患者中进行的两项临床试验（HGB-206和HGB-210），原因是5年多以前HGB-206A组中接受治疗的1例患者被诊断为急性髓系白血病（AML）。直到7月份，FDA宣布解除了HGB-206和HGB-210 LentiGlobin研究的临床搁置。
医药市场调研机构Evaluate Pharma通过对2017-2019年生物制药公司新闻稿，季度报告和美国证券交易委员会（SEC）文件以及Vantage报道中披露的信息数据库中关于主要临床试验暂停(Clinical Hold)的分析显示，基因疗法临床试验遭遇暂停的事件增长明显高于其他类别，2017-2019年基因疗法临床试验遭遇暂停的事件分别为1件、4件和8件，总量达到13件，虽然低于小分子药物17件，但却和抗体/蛋白类药物数量持平，但是却远高于新兴的CAR-T/细胞疗法5件和RNA疗法4件。
基因疗法产生致癌和毒副作用的机理
基因疗法是指将正常的或者有治疗作用的外源基因插入到靶细胞中，修复靶细胞中有缺陷的基因，或者替代有缺陷的基因，从而达到治疗疾病目的的生物医学技术。把外源基因插入到靶细胞中需要一个非常重要的基因传递工具--慢病毒载体，如现在最常用的腺相关病毒（adeno-associated virus，AAV)。
慢病毒载体是一种逆转录病毒载体，慢病毒的RNA基因组在细胞质中可以通过逆转录生成双链DNA，双链DNA能够进入细胞核中并且整合到细胞的基因组中。通过对慢病毒进行改造构建的慢病毒载体去除了慢病毒中让病毒复制和产生病毒毒性的部分，让它可以将治疗用的转基因整合到细胞的基因组中，从而起到持续表达转基因的作用。
慢病毒载体的作用机制（图片来源：参考2）
然而，由于慢病毒载体携带的转基因会整合到细胞的基因组中，而且整合的位点不能完全得到控制，因此一直以来对它的担心是转基因整合到基因组的某些位点上可能导致癌症的发生。例如，转基因整合到基因组中的特定位点可能让抑癌基因失活或者产生致癌基因变异。
此外，转基因产生潜在致癌效应的另一个途径是通过它携带的启动子和增强子来调控整合位点附近的基因的表达。即使不改变基因的序列，它也有可能通过改变特定蛋白的表达水平导致细胞癌变。
过往采用腺病毒载体（AV）造成了很严重的安全性问题，后来改良成的AAV病毒，相比AV来说，AAV最 大的优势是一般在人体内只复制，不发生整合，所以安全性比AV更高，但仍然摆脱不了产生副作用的命运。
在未来很长一段时间内，病毒载体仍将是主流的基因递送工具，面对不断浮出水面的安全性隐患，针对病毒载体的改良和优化将是研究者们工作的重中之重。
回顾基因疗法的开发历史，可以看到虽然基因疗法的安全性问题给这一领域的发展带来了不少挫折，但是每一次挫折都促使科学家们开发出更安全的新策略，来对抗这些不断浮现的安全问题。
基因治疗历史上有名的病毒安全性事件--杰西·基辛格的去世让人们认识到腺病毒载体过度激发免疫系统反应的风险，但同时也催生了腺相关病毒（AAV）平台的建立和兴起。而在转基因的整合导致细胞癌变方面，最初的癌变病例出现在使用γ-逆转录病毒载体递送的基因疗法。在治疗X连锁严重合并免疫缺陷病（SCID-X1）患者的临床试验中，使用γ-逆转录病毒载体的基因疗法导致少数患者出现T细胞增生和死亡。这一挫折促进了慢病毒载体的使用以及更为安全的病毒载体设计。目前的慢病毒载体已经迭代到第三代，不但大幅度降低了载体可能出现的传染性，而且通过在载体中加入"隔离子"（insulator）进一步隔绝了转基因的启动子和增强子对周围基因的影响。
有挑战才有突破，相信在医药行业不同成员的共同努力下，基因治疗的治疗模式将不断突破所面临的障碍，发挥其全部治疗潜力。
参考：
1.U.S. FDA Placed a Clinical Hold on BMN 307 Phearless Phase 1/2 Gene Therapy Study in Adults with PKU Based on Interim Pre-clinical Study Findings；
2.Amado ang Chen, (1999). Lentiviral Vectors--the Promise of Gene Therapy Within Reach? Science, DOI: 10.1126/science.285.5428.674;
3.Astellas Provides Update on ASPIRO Clinical Trial of AT132 in Patients with X-linked Myotubular Myopathy；
4.Audentes Therapeutics Provides Update on the ASPIRO Clinical Trial Evaluating AT132 in Patients with X-linked Myotubular Myopathy.
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