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基于腺相关病毒（AAV）载体的基因疗法近年来发展迅猛，两款体内给药的基因疗法已经获得FDA批准，上百个在研疗法进入临床开发阶段。然而，随着更多基因疗法进入临床，它们的安全性也受到越来越多的关注，近日，多家公司的AAV基因疗法临床试验因为不同的原因被FDA叫停，FDA也召开了专家委员会会议，对AAV基因疗法的安全性进行了讨论。近日，Nature Reviews Drug Discovery专门对这一会议的内容进行了报道。
AAV基因疗法的潜在致癌风险是一个业界已经关注了20多年的老问题。AAV载体进入细胞之后，携带的转基因通常不会整合到细胞的基因组中，然而在小鼠模型中，研究人员已经发现，少量AAV载体的基因组会整合到宿主的DNA中，在多个小鼠模型中，载体基因组会整合到包含多个调节RNA的Rian位点，与肝细胞癌发病相关。在狗的血友病A模型中，也发现了AAV基因组整合到与细胞生长或转化相关的基因中，不过研究人员并没有发现癌变的产生。值得一提的是，在非人灵长类动物的实验和人类临床试验中，尚未发现AAV基因组整合导致的致癌案例。因此，小型动物中发现的致癌风险不一定适用于人类。“我们在审查的是一个理论上的风险。”FDA专家委员会成员，美国国立人类基因组研究所的Charles Venditti博士说。
针对AAV基因疗法的潜在致癌风险，FDA专家委员会有以下几点建议：研究人员需要采取更新和更标准化的手段来检测AAV对基因组的改变，包括利用新一代测序技术。
对人类患者中进行更长时间的随访。目前，FDA发布的指南推荐对接受AAV基因疗法的患者进行长达5年的随访，对接受逆转录病毒载体或者其它携带基因组编辑元件的疗法治疗的患者进行长达15年的随访。委员会的多名专家建议设立接受AAV基因疗法治疗患者的数据库（registry），对他们进行更长时间，甚至终身的随访。
使用发现血液中肿瘤相关DNA的液体活检技术，可能让医生们更有效地监控患者。
因为DNA损伤可能在接受治疗18个月之后才出现，因此在小鼠和大型动物中也应当进行更为长期的研究。
与致癌风险相比，基因疗法造成的肝脏毒性在临床试验中更为常见。肝脏毒性的产生有很多原因，有的是因为细胞毒性T细胞对转染肝细胞的免疫反应，不过仍然有其它原因尚未得到澄清。患者在接受基因疗法之前的肝脏基础状态也会影响到肝脏毒性的发生。
▲对AAV转染的肝脏细胞的免疫反应可能导致肝脏毒性（图片来源：FDA官网）
在人类临床试验中，肝脏毒性是最为常见的不良反应。在治疗脊髓性肌萎缩症（SMA）的基因疗法临床试验中，接近三分之一的参与者出现至少一次与肝脏毒性相关的不良事件，主要表现为肝脏酶水平升高和药物激发的肝脏损伤。在基因疗法治疗血友病的临床试验中也观察到肝脏毒性。虽然大部分与肝脏毒性相关的不良事件通过皮质类固醇的治疗获得缓解，但是少数患者会出现严重不良反应，包括肝功能衰竭和死亡。
▲临床试验中出现的肝脏毒性案例（图片来源：FDA官网）
对类固醇疗法的评估需要更为严格。美国国家糖尿病、消化和肾脏疾病研究所的Theo Heller博士指出，虽然类固醇药物已经在多个基因疗法临床试验中用于预防肝脏反应，但是它们的作用机理并没有得到很多严格科学数据的支持。而在治疗X连锁肌管肌病（XLMTM）的临床试验中，类固醇并没有阻止患者的死亡。Heller博士表示，类固醇的作用是缓解了肝脏毒性的表面症状还是解决了肝脏毒性产生的根本原因仍然需要研究进一步澄清。此外，有些疾病会对患者的肝脏造成损伤，这些患者在接受基因疗法治疗后产生严重肝脏毒性的风险更大。在治疗X连锁肌管肌病的临床试验中，研究人员表示，3名患者的死亡与患者在接受治疗前肝脏的基础病症相关。Heller博士表示，这意味着需要对疾病的自然进程以及它们对肝脏的影响进行更严格的评估。他认为，临床试验需要在更早的阶段让肝脏学家介入，帮助制定更为有效的筛查手段和患者入组的评估标准，在接受基因疗法之前的阶段，减少可能出现肝脏毒性的风险。“只检测转氨酶水平是不够的！”他说。
致癌风险和肝脏毒性是AAV基因疗法领域熟知的潜在风险，新近的临床数据展示了新的潜在风险。比如，血栓性微血管病（TMA）是一种血液学急症，由于微小的血块堵住了毛细血管和小血管，导致贫血、血小板降低和器官损伤。先天免疫系统的补体通路过度激活可能是导致TMA的原因，而这再度强调了对AAV载体的免疫反应可能带来的风险。
▲血栓性微血管病简介（图片来源：FDA官网）
目前，在治疗SMA和杜氏肌营养不良的基因疗法临床试验中均发现了TMA的病例。对TMA成因的了解尚少，目前没有已知的预防手段，早期发现症状是成功治疗的关键。在临床试验中，皮质类固醇仍然是主要的治疗手段。靶向补体通路的抑制剂也被提出作为预防策略。“TMA是接受全身性AAV基因疗法的患者出现的常见急性严重不良事件。”专家组成员，佛罗里达大学基因治疗中心的Barry Byrne博士说，“这一症状在目前正在进行的研究中将得到更多关注。”FDA在专家会议上还提到了AAV基因疗法生产标准的问题。AAV基因疗法使用AAV的衣壳来装载产生治疗作用的转基因，然而在生产过程中，有些衣壳并没有携带转基因。这些空衣壳起不到治疗作用，但是仍然会激发人体的免疫反应，导致不良事件的产生。
专家委员会成员表示，空衣壳在不同的AAV基因疗法中的比例也不一样，它们的毒性风险需要更多的研究，而且需要更好的检测手段来检验AAV基因疗法的纯度。FDA 组织和先进疗法办公室（Office of Tissue and Advance Therapies）的Andrew Byrnes先生表示，化学、制造和控制（CMC）标准是解决这些毒性挑战的核心。“我们需要比较同一公司的不同批次产品，以及不同公司的产品，才能从中发现导致不良事件的共性原因。”他说。“基因疗法这一治疗模式最终将变革医疗实践。我们现在需要找到降低或消灭这些风险的方法，从而完全释放基因疗法的潜力！”参考资料：
[1] Cellular, Tissue, and Gene Therapies Advisory Committee September 2-3, 2021 Meeting Announcement. Retrieved September 28, 2021, from https://www.fda.gov/advisory-committees/advisory-committee-calendar/cellular-tissue-and-gene-therapies-advisory-committee-september-2-3-2021-meeting-announcement#event-materials
[2] Microcap gene therapy player says three children suffered serious side effects in PhI/II study. Retrieved September 28, 2021, from https://endpts.com/microcap-gene-therapy-player-says-three-children-suffered-serious-side-effects-in-phi-ii-study/
[3] The biggest questions facing gene therapy, the XLMTM community, and Astellas after fourth patient death. Retrieved September 28, 2021, from https://endpts.com/the-biggest-questions-facing-gene-therapy-the-xlmtm-community-and-astellas-after-fourth-patient-death/
[4] 'A missed opportunity': The biggest takeaways from the FDA's underwhelming gene therapy hearing. Retrieved September 28, 2021, from https://endpts.com/a-missed-opportunity-the-biggest-takeaways-from-the-fdas-underwhelming-gene-therapy-hearing/
[5] Gene therapy community grapples with toxicity issues, as pipeline matures. Retrieved October 8, 2021, from https://www.nature.com/articles/d41573-021-00164-x
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