基因疗法 版本2.0-从惨痛的教训到今天的新机会
内容源自:«麻省理工科技评论»
作者:Emily Mullin
编译:王梓 张小阳博士
科学家们已经解决了一些妨碍罕见遗传性疾病治疗的关键问题。未来,我们将探索用同样的方法治疗癌症、心脏疾病及其他常见疾病。
关键技术团队 - Spark Therapeutics - BioMarin - BlueBird Bio - GenSight
当卡拉.鲁克斯 在2015年1月份产下一对异卵双胞胎男孩时,她和她的丈夫菲利普并没有意识到其中一名男孩的基因中有一处足以致命的变异。
他们的孩子乐卫在出生三个月后被诊断出患有重度联合免疫缺陷(severe combined immune deficiency, 简称SCID)。乐卫的血液中仅有非常之少的用来抵抗疾病的免疫细胞,不久之后这些仅有的细胞也将损失殆尽,这意味着乐卫将丧失免疫系统,他的身体也将因此无法抵抗疾病入侵。
为了挽救乐卫,卡拉和菲利普立即对家里进行消毒处理。他们送走了家中的猫,并四处喷洒来苏儿(Lysol)消毒液,还将孩子们的玩具用沸水清洗。每当菲利普下班回家时,他甚至都需要戴上手术用口罩,以避免感染乐卫。
起初,卡拉和菲利普认为他们唯一的希望是为乐卫进行骨髓移植,但却苦于找不到相匹配的资源。随后,他们得知美国波士顿儿童医院(Boston Children’s Hospital)正在进行一项基因疗法试验项目,其目的是通过替换导致免疫系统受损的基因,为像Levi这样的SCID患者提供治疗。
“当时我想这不现实,”卡拉回忆说,“这不可能成功。”
但是鲁克斯一家还是打算尝试这项疗法,他们于2015年5月从密歇根州飞往波士顿。几天后,乐卫开始治疗并接受了注射,此后他便成为了一个正常的男孩,甚至长得比他的双胞胎哥哥还要高大。患有SCID的儿童通常无法存活过两周岁,但现在,这项一次性的治疗能够为Levi这样的患者提供解决方案。
数十年来,基因疗法一向是研究人员致力追求的目标。基因疗法基本原理非常清晰:通过经基因工程改造过的病毒,将正确的基因植入到拥有相关基因缺陷的患者体内。但直到最近,这项治疗方法的结果失败多于成功。自从1999年一位18岁的肝病患者Jesse Gelsinger在基因疗法过程中死亡后,整个领域更是进展缓慢。
时至今日,基因疗法过程中的几项重要问题已被解开,它离成功治疗严重遗传性疾病越来越近。在欧洲,两项治疗遗传性疾病的基因治疗方案 – 用于一类SCID的Strimvelis,及用于一种导致脂肪在血液中积累的疾病的Glybera– 已获监管批准。在美国,Spark Therapeutics可能成为市场先行者,它拥有一项治疗渐进性失明的疗法。其他处于研发阶段的基因治疗方案则有可能为血友病患者和大疱性表皮松解症(epidermolysisbullosa)- 一种令人困扰的皮肤疾病 – 患者提供解决方案。
尽管进展喜人,但治疗罕见疾病也许仅是基因疗法成长与发展的初始阶段。据领导意大利早期基因治疗试验并为Strimvelis疗法奠基人之一,现隶属斯坦福大学的儿科医生及科学家Maria-GraziaRoncarolo透露,研究人员现正针对40至50种不同疾病开展基因治疗临床试验。而10年前,这个数字还仅局限于几种疾病情况。现如今,在治疗因单基因紊乱造成的疾病之外,研究者们正研究能够治疗阿尔茨海默病、糖尿病、心脏疾病及癌症等更常见疾病的基因治疗方案。哈佛大学遗传学家GeorgeChurch认为在未来,每个人都有机会接受基因疗法,以抵抗衰老影响。
早期基因疗法之所以多以失败告终,一部分原因来自于其传送机制。1990年,一位患有SCID的4岁女孩在美国国立卫生研究院(the NationalInstitutes of Health)接受治疗。科学家从她体中提取白血细胞,并将正确基因插入,最终将搭载正确基因的白血细胞回输患者体内。但一些接受另一种基因疗法的患者却逐渐罹患白血病。被插入的新遗传物质及搭载这些物质的病毒被传送到细胞内错误的基因组区域,这导致了一些患者体内致癌基因的表达。在Gelsinger这一案例中,搭载正确基因并进入细胞的病毒造成患者免疫系统过度运转,并最终导致多器官衰竭及脑死亡。
研究人员通过利用更加有效的病毒以规避早期基因疗法过程中遇到的问题。这些病毒能够更有效地将遗传物质传送至细胞内部。
但一些挑战仍然存在。虽然一些针对相对罕见的疾病的基因疗法获得了突破,但为更常见,基因关联更加复杂的疾病开发治疗方案仍然非常困难。在SCID及血友病等疾病中,研究人员精准了解相关基因突变的准确位点。但阿尔茨海默病、糖尿病及心脏疾病等疾病涉及多个基因,且不同患者中相同的基因有着不同的表现。
但对于卡拉和菲利普来说,基因疗法的效果显而易见。这项他们曾从未听说过的治疗方案帮助他们的孩子脱离了病魔困扰。
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