全球基因治疗临床试验概览(二):基因载体
基因治疗被认为是医学和药学领域的一次革命,经过20多年的曲折发展,基因治疗临床试验取得了鼓舞人心的成效,已有几例基因治疗药物先后获批上市,相信未来几年会有越来越多的基因疗法获批上市。本文参考Wiley数据库最新的具体数据,对当前基因治疗临床试验所用的基因载体作一概述。
目前,基因治疗临床试验所用的基因传递方式多种多样,分为病毒载体传递与非病毒载体传递两大类。鉴于病毒载体的生物学毒性,尤其是逆转录病毒插入突变潜在的致瘤性。病毒载体在基因治疗临床试验上的使用比例有所下降,尤其是逆转录病毒(从2004年的28%,2007年的22.8%,2012年的19.7%一直降至目前的18.3%)。尽管如此,由于病毒载体的诸多优点,病毒载体仍是目前基因治疗临床试验最常用载体类别。
腺病毒是目前基因治疗临床试验最常用的基因载体,其临床试验占比21.7%。腺病毒载体优势在于载体容量大,制备及纯化较易,宿主范围广(感染分裂与非分裂细胞),转导基因效率高,使得目标细胞获得目的基因的高效表达,但是由于不能将目的基因整合进宿主基因组等原因,目的基因在目标细胞内只能获得短期即瞬时表达。此外,腺病毒载体的免疫原性较强,导致其临床使用剂量受限。
腺相关病毒载体被认为是最有临床应用前途的基因载体之一,其临床试验占比从2012年的4.9%增至当前的6.7%,在病毒类载体中增速最快。腺相关病毒是最安全级别(RG1)的基因治疗载体,潜在致病性极低,而腺病毒安全级别是RG2,逆转录病毒是RG3。此外,腺相关病毒载体还具有宿主细胞范围广、感染效率高、免疫源性低,目的基因可以以闭环DNA的形式存在宿主细胞内,不引入插入突变但在体内表达外源基因时间较长等优点。
其它病毒载体的临床试验占比为痘苗病毒(vaccinia virus)7%,痘病毒(poxvirus)4.2%,单纯疱疹病毒(herpes simplex virus)3.5%等。此外,有些临床试验联合使用两种病毒载体,通过优势互补增加临床疗效。
尽管病毒载体具上述诸多优点,但诸多临床试验显示高剂量的病毒载体存在明显的临床毒性,低剂量的病毒载体虽然低毒,但导入目的基因的效果往往不甚理想。就上述问题,一方面研究人员优化当前的病毒载体,继续提高其转导基因的效率和降低其毒性;一方面研究开发非病毒传递系统,作为病毒载体系统的替代或补充。非病毒载体系统主要借助物理或化学的手段将目的基因传递入组织细胞,虽然理论上比病毒载体更安全,但是当前的非病毒载体往往转导基因效率低下,导入的目的基因易被宿主细胞降解。
目前,临床最常用,也是最简便的非病毒传递系统是通过物理方法直接将裸露DNA导入目标细胞或组织,此方法在基因治疗临床试验中的占比是17.4%。另外一种较常用的非病毒传递方法是脂质体转染法,其占比是4.7%。
除此之外,极少数的基因治疗临床试验使用改造后的细菌或真菌作为基因载体。(转载请注明来源:微信公众号基因治疗领域)