HIV患者长期获益！CCR5基因编辑T细胞疗法重建免疫功能丨医麦黑科技
有效控制HIV病毒复制
第一项临床试验（# NCT01044654）观察到，长期使用ART治疗但无应答的HIV感染者，在单次输注CCR5基因编辑的T细胞疗法后，CD4+ T细胞数量持续地适度增加，并且部分患者显示出显著而长期的HIV储存库削减以及HIV DNA的下降。
另一项独立的试验（# NCT01543152）表明，停止ART后输注CCR5基因编辑的T细胞疗法，可部分控制病毒复制，这与CCR5基因编辑的干细胞样记忆性T细胞及其记忆性效应T细胞后代的频率有关。该研究通过追踪ZFN介导的干细胞样记忆性CD4+T细胞的突变，突显了这类细胞分化为下游、存活期短的记忆T细胞的能力，以及增强的HIV特异性CD8+ T细胞应答。
特别是其中1名患者在中断ART治疗、并接受CCR5基因编辑T细胞治疗5年后，其多功能HIV特异性CD4+和CD8+ T细胞频率增加，病毒载量水平低，表明该疗法的疗效仍然持续。
▲ 患者01-060在5年后的病毒载量（图片来源：bioRxiv）
2021核酸药物开发论坛即将于2021年5月7日-8日在南京拉开序幕，迎接“超级药物新时代”，点击文末“阅读原文”，立即报名！
CCR5坎坎坷坷的发展史
CCR5此前被现北京大学邓宏魁教授证明是HIV病毒侵入Τ细胞的主要受体，有1%的欧洲人天生携带CCR5-Δ32的突变。后来的研究发现，这种突变让他们先天对CCR5 (R5) 嗜性HIV病毒免疫。从震惊世界的首例艾滋病治愈患者“柏林病人”，到近年来关于艾滋病创新治疗策略的探索中，CCR5都扮演着相当重要的作用。许多靶向CCR5治疗的开发，主要原理是除掉T细胞上的CCR5蛋白。CCR5蛋白作为HIV病毒利用的一种关键的表面蛋白，HIV病毒通过着陆在这种蛋白上，从而在人体内开始复制HIV病毒来攻击人体免疫细胞。于是除掉这种蛋白也就阻止了HIV病毒在T细胞内的复制，从而防止了HIV病毒在人体的蔓延。
➤ 1996年，当时还在纽约大学做博士后的邓宏魁在Nature杂志发表了题为“Identification of a major co-receptor for primary isolates of HIV-1”的研究论文。这篇论文首次发现了CCR5（当时命名为CC-CKR-5），并证实CCR5是HIV病毒入侵细胞的受体，这是HIV领域里程碑式的发现，该论文被引用数高达约5000次。
➤ 2006年，美国HIV患者Timothy Ray Brown是全球第一例被彻底治愈的艾滋病患者，被称为“柏林病人”。这名HIV患者还在德国柏林被确诊急性骨髓性白血病（AML）。他的主治医生经历多次实验后，成功找到一位对HIV病毒有抗性骨髓捐赠者（CCR5蛋白质基因突变导致HIV病毒无法入侵细胞）为其匹配。2007年，他接受CCR5基因突变的骨髓移植，移植后在治愈白血病的同时也治愈了HIV，2009年2月12日NEJM（新英格兰医学杂志）发表了相关报道，震惊了世界。“柏林病人” HIV的治愈已超过十年，不过Timothy Ray Brown已在2020年与世长辞，原因是AML复发。
推荐阅读：“柏林病人”与世长辞！肿瘤复发依然是一大难关，CAR-T细胞如何解决？丨医麦猛爆料
▲ 柏林病人Timothy Ray Brown（图片来源：fox5atlanta）
➤ 2018年11月26日，“贺建奎事件”发生。CRISPR基因编辑技术敲除了人类受精卵的CCR5基因，目的是希望出生的婴儿拥有对艾滋病的免疫能力，顿时引起广泛讨论。
➤ 2019年2月，国际顶尖学术期刊Cell发表一篇题为“CCR5 Is a Therapeutic Target for Recovery after Stroke and Traumatic Brain Injury”的研究论文。文章称，CCR5除了作为HIV病毒进入细胞的受体，还起到了抑制记忆和突触连接的作用。小鼠实验表明，敲除CCR5基因，不仅可以使小鼠更聪明，而且还能改善中风后的大脑恢复问题。但论文作者强调，敲除CCR5基因对人类的影响目前还无法预测。
➤ 2019年3月，Nature杂志上首次报道了同时患有霍奇金淋巴瘤和艾滋病的“伦敦病人”Adam Castillejo，他与“柏林病人”采用的相同的策略，当时引起了世界的广泛关注。他在2016年接受来源于CCR5-Δ32捐赠者的造血干细胞移植后，16个月内不仅霍奇金淋巴瘤康复了，患者血液内也没有再发现艾滋病病毒。随后该患者停止服用抗逆转录病毒疗法（ΑRT）药物，在该研究论文投稿前，患者体内未检出HIV病毒。
➤ 2019年6月3日，加州大学伯克利分校Rasmus Nielsen及Xinzhu Wei在顶级医学期刊Nature Medicine杂志发表题为“CCR5-∆32 is deleterious in the homozygous state in humans”的研究论文，表明CCR5-∆32的纯和突变是有害的。针对这一发现，在Nature发表了题为“Gene edits to ‘CRISPR babies’ might have shortened their life expectancy”的综述性文章，称对'CRISPR基因婴儿'的CCR5基因编辑，可能缩短了她们的预期寿命。
戏剧性的是，几个月后，这篇Nature Medicine论文接连遭到质疑，数据无法重复。意识到数据出错的作者申请撤回该论文，2019年10月8日，Nature Medicine 杂志正式撤回该论文。2019年12月24日，包括该文原作者在内的研究人员在重新分析数据发现错误后，在同一期刊再次发表了题为“No statistical evidence for an effect of CCR5-∆32 on lifespan in the UK Biobank cohort”的文章，声明没有证据表明CCR5-∆32突变会影响携带者的寿命，为相关研究扫清了部分障碍。
➤ 中国科学家邓宏魁团队作为20世纪90年代发现CCR5在HIV中重要性的团队之一，表示希望能模仿“柏林病人”。然而CCR5基因突变很少见，实际上在中国不存在这样的突变，于是他们决定尝试编辑该基因，并于2019年9月12日，NEJM在线发表了一项利用CRISPR-Cas9基因编辑技术编辑成体造血干细胞的CCR5基因（不会对其他组织器官及生殖系统产生影响），用于一名艾滋病和急性淋巴细胞白血病的27岁男性身上。该研究初步证明了基因编辑的成体造血干细胞移植的可行性和在人体内的安全性。
➤ 3月10日，该领域又传来一则好消息。剑桥大学Ravindra Gupta团队在The Lancet HIV上报道了那位曾被称为全球第二例被“治愈”的艾滋病患者“伦敦病人”治疗的最新进展。这次，作者对患者病情改善的评估从“长期缓解”改为了“治愈”，并认为“伦敦病人”是世界上第二例被治愈的艾滋病患者。
在检测血浆的基础上，研究人员在此次研究中特意检测了多个HIV潜伏病毒库中是否存在HIV病毒。新增的12个月数据显示，血浆、精液、脑脊液和穿刺组织活检中HIV病毒载量也都低于检测限，呈现阴性。此外，患者99%的免疫细胞来源于捐赠者的干细胞，这也表明干细胞移植是成功的。
同时，患者CD4细胞计数正常。HIV通过与人体细胞的CD4受体结合，进入CD4细胞从而造成破坏。CD4细胞数量是HIV感染程度的重要指标；其计数正常，表明移植过程使这类细胞有了良好的恢复——移植的抗HIV干细胞产生了新的CD4细胞，取代了患者体内原本的CD4细胞。
结语
敲除CCR5基因的自体细胞疗法在HIV患者中长期有效性的体现，为未来利用CCR5基因治愈HIV的研究提供了借鉴意义。CCR5基因作为HIV治疗手段的突破口，“伦敦病人”和“柏林病人”治愈的案例为艾滋病患者带来了希望。
在即将展开的2021 生物药创新技术大会（BPIT）第二届国际基因编辑与基因治疗技术研讨会上，就基因治疗2.0为主题，将围绕“基因治疗药物的靶向性与可调控性”、“基因编辑技术在细胞与基因治疗领域的应用”等热点话题，邀请业内著名专家与现场上千名业内人士进行探讨。精彩不容错过！点击阅读原文报名参加！
参考资料：
1.https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2021.02.28.433290v1.full