导语：人类7000多种基因疾病有望治愈？
近期，中南大学湘雅医院、华东师范大学等机构开展的“经γ珠蛋白重激活的自体造血干细胞移植治疗重型β地中海贫血安全性及有效性的临床研究”的临床试验结果，结果显示两例接受治疗的患者已摆脱输血依赖，目前已治愈出院。国内外文献显示此为全国乃至亚洲首次通过基因编辑技术治疗地中海贫血症的成功案例，也是全球首次通过CRISPR基因编辑技术治疗β0/β0型重度地贫的成功案例。
β和α地中海贫血分布情况，Amid A, Saliba AN, Taher AT, et al Thalassaemia in children: from quality of care to quality of life Archives of Disease in Childhood 2015;100:1051-1057.地中海贫血（Thalassemia），是全球分布最广、累及人群最多的一种单基因遗传性疾病，任何人可成为血红蛋白疾病的携带者。患儿大多为地中海地区、非洲和亚洲后裔，我国人群的“地贫”基因携带率为1.92～14.95％（约3000万人），以广东、广西、湖南、海南等南方地区多发，中度至重症地贫患者约30万人且正以每年约10％的速度递增。而在欧洲国家自20世纪70年代起，意大利、希腊、塞普路斯等，采取加强实施卫生教育、大规模筛查及遗传咨询预防等方法，达到了降低“地贫”发病率的良好效果，诸如塞普路斯卫生部门通过指导配偶们学习和利用关于遗传风险的知识与信息，使得重型“地贫”患儿的出生率几乎降为零。中国香港、新加坡等原“地贫”高发地区，学习欧洲国家的遗传病预防干预经验，也使“β-地贫”等重型“地贫”患儿出生率降为接近零。地中海贫血具有多种形式，地中海贫血分为α型、β型、δβ型和δ型4种，其中以β和α地中海贫血较为常见。重型β地贫患儿通常在出生后3~6个月开始出现症状，多表现为重度贫血、面色苍白、肝脾肿大、黄疸、发育不良，如不进行规范性输血和排铁治疗，多在未成年前死亡。其严重程度从毫无症状到致命，该疾病被世卫组织列为危害人类健康的六种常见疾病之一。遗传性贝塔地中海贫血症遗传示例，aboutkidshealth.ca地中海贫血通常的治疗费用高、难度大，给数百万计的家庭带来极大困境。目前采用的治疗方法之一是定期输血维持生命，方法之二是国际公认的治疗地贫的方法是异基因造血干细胞移植，但却只适用于部分能等到合适配型的患者，同时还面临植入失败、感染和移植物抗宿主病等风险。而此次中南大学湘雅医院采用基因编辑技术治疗重型β地贫患儿。通过激发其胎儿期正常、出生后沉默的γ基因，通过γ基因重新表达来生成患者自身的胎儿血红蛋白，让它代替β基因来行使携氧功能，纠正贫血状态。基于基因编辑技术治疗地贫的策略，来源|邦耀生物官网基因治疗的大致流程:首先从病人体内提取造血干细胞，使用能够表达正常β-珠蛋白基因或γ-珠蛋白基因的病毒载体感染造血干细胞，将正常珠蛋白基因整合到造血干细胞基因组中，最后将扩增的造血干细胞回输到病人体内。经过外周血造血干细胞的动员和单采，由医学研究中心分离后完成γ珠蛋白重激活，然后回输到经过预处理的两位患儿体内，使他们顺利通过了全血细胞减少关、感染关、药物毒性关和免疫重建关等重重关卡，γ珠蛋白重激活的造血干细胞，移植在他们体内重新恢复造血。移植后1个月，两名患儿就脱离了输血。移植后近3个月，患儿的血红蛋白稳定维持在120g/L以上。中南大学湘雅医院血液科陈方平教授表示，攻克了β0/β0型这一难关，也就意味着绝大部分输血依赖型β地贫将可以通过此治疗策略得到根治。未来“γ珠蛋白重激活”技术将成为效果优、可行性大和安全性好的β地贫治疗方案之一。华东师范大学教授刘明耀称，团队在基因治疗有效性和安全性上做了大量研究，目前γ珠蛋白重激活效率已超过90%，能保证稳定持久的临床疗效。National Heart, Lung, and Blood Institute. June 12, 2015另外一种常见而严重遗传性血红蛋白疾病为镰状细胞病(sickle cell anemia，sickle cell disease)，该病在国外也有相关报道采用基因编辑技术治愈。
Sickle Cell Anemia, a Molecular Disease，Science 25 Nov 1949:Vol. 110, Issue 2865, pp. 543-548，DOI: 10.1126/science.110.2865.543
早在一个世纪以前，当时医生分析了患病患者的血液，并报告了“特殊的细长的和镰刀状细胞”，但直到1949年，在Linus Pauling和他的同事在《科学》杂志上发表的一篇报告中，才将红细胞形状的异常与患者氨基酸序列的突变联系起来。
其特征是红细胞呈镰刀形并且异常红细胞大量被破坏造成慢性贫血，是由于病人体内的β-珠蛋白基因发生点突变 (GAG→GTG)，导致第 6 位的谷氨酸突变为缬氨酸。由此产生的血红蛋白 S(sickle hemoglobin, HbS, α2βS2)溶解度下降，在缺氧时会异常聚集，导致红细胞发生镰变。成人体内的血红蛋白是由2个 α-珠蛋白和2个β-珠蛋白组成的四聚体。镰状细胞病和β-地中海贫血都是由编码一个成年-表达的β亚基的基因中的突变导致的。这两种最常见的由于β-珠蛋白基因发生突变所引发的常染色体隐性遗传疾病。
世卫组织数据显示，全球人口约有 5%带有造成血红蛋白病的基因。每年约有 30万婴儿在出生时患有主要的血红蛋白病，包括非洲的 20 多万例镰状细胞贫血。镰状细胞贫血在祖先来自南撒哈拉非洲、印度、沙特阿拉伯和地中海国家的人中尤为常见。移民提高了该基因在美洲大陆出现的频率。在南撒哈拉非洲的某些地区，所有儿童中多达 2%在出生时患有该病。在全球范围内，地中海贫血携带者（即从父母一人遗传仅一个突变基因的健康人）比镰状细胞贫血携带者更多，但某些地区高频率的镰状细胞贫血基因导致受影响的新生儿比例很高。基因疗法能够有效治疗镰刀型红细胞贫血症，N Engl J Med 2017; 376:848-855，DOI: 10.1056/NEJMoa1609677《新英格兰医学》此前已有研究报道，在一名法国少年身上采用基因疗法案例，能够有效治疗镰刀型红细胞贫血症。研究者通过病毒转染的方式将正常的血红蛋白基因转入这名患者的骨髓细胞中并将其回输到患者体内。经过15个月的治疗，患者的健康水平得到了大幅上升，首次三个月治疗后就可以不依赖输血治疗，尽管这只是一个涉及一名法国少年的案例研究，但这结果令人鼓舞，该疗法最终可能为全世界数百万患有这种严重疾病的人提供有效的治疗方法。
镰状细胞病基因治疗流程，NIH National Heart, Lung, and Blood Institute
美国国立卫生研究院的研究人员开发了一种新型改进的病毒载体（一种基于病毒的载体，可以提供治疗性基因），以用于镰状细胞疾病的基因治疗。研究人员发表报告称，在使用动物模型进行的先进实验室测试中，新载体将纠正基因整合到骨髓干细胞中的效率比目前使用的常规载体高10倍，并且其携带能力高出六倍。该载体的开发可以使镰状细胞疾病的基因治疗更加有效。
据英国《新科学家》报道称，美国研究人员宣布，他们用CRISPR技术对患者的骨髓干细胞进行基因编辑后，两名β地中海贫血患者和一名镰状细胞疾病患者不再需要输血。这是借助CRISPR基因编辑技术治疗遗传疾病的首份试验结果。美国研究结果表明，这两名β地中海贫血患者自15个月前和5个月前接受CRISPR治疗以来，都不再需要输血；而镰状细胞疾病患者也在接受治疗9个月后不再需要输血。
目前全球正在测试许多其他基因治疗技术，但并不是所有的技术都有希望，但医学研究人员们正在继续调整其方法，以找到一种对大多数患者有效并且能够负担得起的疗法。近年来，随着基因编辑技术的快速发展，基因治疗得到长足发展，以CRISPR等新兴技术带来产业变革，或将为人类7000多种基因相关疾病的患者带来福音，但不可否认的是基因疗法领域仍然存在安全性、有效性等不确定性，并且也存在监管等难题，大规模推广还需要较长的路要走。
授权转载、投稿及爆料请联络梅斯医学管理员
梅斯医学MedSci（微信号：medsci_m）