基因治疗领域新发展的前兆
随着技术的进步扩大了基因治疗的范围，同时提高了安全性并降低了成本，适度的进展将通过巨大的突破而获得成功
相对较新的基因治疗方法包括纠正或破坏致病RNA。Locanabio正在改进这种基本的方法，它使用腺相关载体递送RNA结合蛋白。Locanabio公司的ClaireGeddes博士在针对野生型老鼠的递送技术进行评估时获得了下图。AAVrh10-GFP转染小鼠小脑深部核2周后的小脑(绿色:表达绿色荧光蛋白的细胞；红色:浦肯野细胞标记有抗钙结合素抗体)。这些结果将有助于Locanabio优化小脑递送和脊髓小脑共济失调1型疾病模型实验的进展。
预测基因疗法5年后的样子是很难的事情，更不用说10年后了。我们对水晶球看得越深，我们就越不能依赖我们看到的东西。所以，让我们把占卜和直觉放在一边。相反，让我们仔细看看基因疗法的现状以及它是如何发展起来的。我们将看到基因治疗最近所取得的发展的背后的力量 - 以及新出现的力量 - 我们将记住，这些力量可能有起有落。这样我们就能更好地预测基因治疗在不久的将来(甚至不那么近的将来)会是什么样子。
载体的优化
基因治疗可分为体内治疗和体外治疗。在前者中，遗传物质通过病毒或纳米颗粒等载体直接递送到宿主。而另一方面，在基于细胞的基因治疗中，遗传物质被引入患者的“体外”细胞，然后修饰的细胞被送回患者体内。嵌合抗原受体(CAR)T细胞治疗可能是体外方法中最突出的例子。
杜克大学生物医学工程副教授Charles Gersbach博士说，目前，体内基因递送领域“受制于AAV(腺相关病毒)载体”。FDA批准的两种体内疗法，以及大多数即将出现的试验载体，都使用了AAV。“AAV在很多方面都很棒，”Gersbach继续说道。“它在非分裂细胞中非常稳定，在将基因传递到肝脏、视网膜、心脏、肌肉以及中枢神经系统方面也相对高效。”
但它也带来了挑战。也许最常被提及的就是免疫原性。Locanabio首席执行官James Burns博士指出:“有一定比例的患者已经有了针对你所用血清型的抗体，所以你必须在试验或治疗中排除他们。”因为它会产生抗体反应，载体只能使用一次。
Gersbach补充说，AAV“生产成本非常昂贵”。“还有很多工作要做，以确定如何递送到其它组织，如肺、肾和胰腺。”
有很多很好的工作正在进行，以发展新的衣壳设计，提供更好的免疫特性以及更好的趋向性。在未来的几年里，而不是十年，“我们将开始看到越来越多的这种新型载体，”Burns预测道。
研究人员正在探索免疫抑制方案，以及暂时清除血液循环中的抗体、以规避免疫反应的方法。在脂质纳米颗粒等非病毒递送方法方面也取得了不错的进展。它们有可能被设计成可避开免疫系统，执行新的功能，并靶向特定组织。
新应用触手可及
到目前为止，美国仅批准了两种体内基因疗法。这两种疗法都适用于Gersbach认为的最基本的第一代基因疗法：取出一个基因，将其放入载体中，并用它来补充或替代缺失的基因产物。
第一个是Luxturna，一种治疗遗传性视网膜营养不良的药物。他指出:“这是在视网膜下注射少量的载体到一个非常小的空间内，从安全的角度来看，那里不会有很多差错。这显然是基因治疗的切入点。”
第二种已获批准的疗法是Zolgensma，用于治疗脊髓性肌萎缩症(SMA)，这是一种影响儿童的致命遗传性疾病。Gersbach观察到，这种疗法提供了“很高的回报/风险比，因为这种疾病是致命的。你可以很早就进行干预，通过拯救这些孩子的生命而产生巨大的效果。因为你可以在他们还是婴儿的时候进行干预。你不需要得到那么多载体，安全问题也不那么显著。”
我们有很多理由对其它第一代疗法持乐观态度。Gersbach表示:“未来五年的目标是让一些“低垂的果实”（已经接近开发终点的产品）获得批准。”这将使用现有的AAV载体来靶向疾病的替代基因，如血友病、庞贝病、糖原储存障碍和肌肉萎缩症。
基因组学和其它组学
改变基因组(或其功能)的能力 - 而不仅仅是增加它 - 已经彻底改变了基于分子生物学的研究。不足为奇的是，基于锌指核酸酶、转录激活因子样效应核酸酶和CRISPR/Cas9核酸酶的基因编辑技术，以及其它更新的基因编辑技术，已经在基因治疗领域找到了自己的道路。即使是利用内源性同源重组过程进行无核酸酶基因编辑，也已经进入了临床试验阶段。
Gersbach说:“我们刚刚从最初的试验中得到最初的结果。这些东西在3 - 10年的范围内不会被批准。也许CRISPR治疗镰状细胞病和β-地中海贫血是一个例外。”
目前正在研究的一些技术包括改变基因调控的方法。事实上，基于CRISPR的镰状细胞疾病和β-地中海贫血治疗“是在调控元件上工作，而不是在实际的β-球蛋白基因上，”医学博士、博士、伦敦大学学院细胞和基因治疗教授、Avrobio首席技术官Chris Mason指出。
大多数常见病都有很大的表观遗传成分，其中大部分存在于基因组中巨大的(目前还未得到充分研究的)非编码部分。Mason坚持认为:“如果你真的想解决生活中的重大疾病，你必须考虑使用基因疗法来改变表观遗传学。你可以调整基因。它可以是可逆的，也可以是永久的。短时间的基因治疗可以允许用开关进行表观遗传修饰。甲基化可以开启或关闭。”
类似的，研究人员正在开发通过靶向RNA来临时改变基因表达的方法。Mason指出:“我们将探索许多模式。十年后，靶向RNA的编辑和表观遗传编辑技术应该会更大。现在，编辑领域正在获得大量关注和投资。”
冒险进入新的深度
“复杂性肯定会上升，”Mason继续说。“我们将着眼于置入单个基因或多个基因，以及如何控制这些基因。我们甚至可以添加监控和反馈元素。”
许多疾病都是多基因的，“这是我们将来会遇到的问题，”LogicBio Therapeutics的总裁兼首席执行官Fred Chereau说。基因治疗将成为治疗单基因和多基因疾病以及潜在的非基因疾病的重要技术。“也许它将能够表达抗体，”他推测。
Mason还提醒我们不要忘记“房间里的大象”：增强功能。行业最好是通过教育和对话领先于生物工程，包括非医学生物工程，而不是等到对话强加给我们。
经济考量
出于某些原因，基因治疗一直主要专注于罕见疾病，对于其开发的治疗药物，监管部门可能在其在一个相对较小的患者数量上进行测试后就会批准，哈佛商学院专门研究医疗健康新技术的经济学的工商管理副教授Ariel D. Stern博士指出。
Stern的研究表明，试验往往集中在少数几个医学领域。“十年后，我们仍将在肿瘤、神经学和眼科看到大量的基因治疗，”她预测道。“我认为我们可能会看到相对较少的针对肺部疾病的基因治疗产品。”
Chereau认为，在10年内，如果一切顺利，如果这个领域具有一定的社会响应性，我们可能会看到基因疗法扩展到治疗更广泛的流行疾病的人群中。如果我们继续改进基因治疗产品(例如，通过设计低剂量治疗)和生产系统(通过建立高产量生产操作)，我们可能会降低产品成本。“我们可能会找到一种方法，把产品卖给那些(在经济上)不如发达国家的地区，”Chereau说。“但未来五年内不会。”
但经济性也是发达国家基因治疗的一个问题。Stern表示:“我们今天拥有的支付系统和监管审批程序都是从20世纪继承下来的。我们面临的情况是，我们拥有真正有前景的新技术，但不符合我们过去用于监管和支付医疗保健的模式。”举个简单的例子：美国的医疗保险公司每年都要收支平衡，而每年更换保险公司的患者数量比例达到两位数，这就阻碍了对预防性和治疗性疗法的投资。
对卫生政策制定者来说，询问合理的支付模式是什么样的将是一个重要的问题。已经提出的一些想法包括药物抵押贷款，即治疗费用随着时间的推移而摊销。所谓的基于里程碑、基于结果和以成功为代价的定价合同都被提出过。
Stern认为，更好的数据收集是追踪成功的关键之一:“我希望从现在开始的10年里，我们将为基因治疗建立一些真正深思熟虑的高质量注册中心。”
前景
在未来，基因治疗将会更早进行。在许多情况下，在出现任何迹象或症状之前，良好的筛查会促使它出现。治疗决定甚至可以通过对卵子和精子的测试来决定。Mason预言:“这样一来，患者一生都会受益。”
在其它情况下，最终会有机器在护理点提取、转导和回输细胞，所有这些都在一个连续的过程中。这一过程最容易在血细胞上进行。Mason详细地说:“你必须有一些非常好的算法，让你真正有信心地知道你有你想要的细胞。”
Gersbach说，如果编辑技术继续进步，你可以预计“在40年内，这项技术可能可以改变任何组织、任何细胞类型的任何基因组的任何碱基对。”但他问道，从监管和商业的角度来看，那会是什么样子?
原文： Josh P. Roberts，Harbingers of Things to Come in Gene Therapy， GEN，2021.
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