振奋人心的进展 | 顶级医学期刊NEJM（IF=79）连发4篇长文 ,基因治疗迎来了春天，在免疫疾病，地中海贫血等取得突破进展

原创北大-医学君 iNature

背景介绍

在医学领域，基因治疗(gene therapy)是指将外源正常基因导入靶细胞，以纠正或补偿缺陷和异常基因引起的疾病，以达到治疗目的。也包括转基因等方面的技术应用。也就是将外源基因通过基因转移技术将其插入病人的适当的受体细胞中，使外源基因制造的产物能治疗某种疾病。修改人类DNA的第一次尝试是由Martin Cline在1980年进行的，但是由美国国立卫生研究院批准的第一次成功的人类核基因转移是在1989年5月进行的。在1989年至2016年2月期间，进行了2,300多项临床试验，其中一半以上处于第一阶段。并非所有引入患者基因组成改变（如骨髓移植和器官移植可将外源DNA引入患者体内）的医疗程序都可视为基因治疗。

编者按

Busulfan，化学名1,4-丁二醇二甲磺酸酯，俗称白消安，自1959年开始使用，白消安是一种细胞周期非特异性烷化抗肿瘤剂。Busulfan于1999年被美国食品和药物管理局（FDA）批准用于治疗慢性粒细胞白血病（CML）。Busulfan于1999年被美国食品和药物管理局（FDA）批准用于治疗慢性粒细胞白血病（CML）。在骨髓移植之前，Busulfan用于儿科和成人与环磷酰胺或氟达拉滨/氯法拉滨组合作为调理剂，尤其是在慢性髓性白血病（CML）和其他白血病，淋巴瘤和骨髓增生性疾病中。白消安可以控制肿瘤负荷，但不能阻止转化或纠正细胞异常。

iNature

X连锁严重联合免疫缺陷症（SCID-X1）是一种罕见的，威胁生命的疾病，由编码共同γ链的基因突变引起（基因IL2RG），该基因是淋巴细胞的发育和功能所必需。由于细胞和体液免疫缺陷，在生命的最初几个月内机会性感染会大大增加。实验室研究通常表明缺乏T细胞，自然杀伤（NK）细胞和功能性B细胞。总而言之，在先前的研究中，用γ-逆转录病毒载体进行的自体基因治疗未能重建B细胞和NK细胞免疫，并且由于载体相关的白血病而复杂化。2019年4月18日，Ewelina Mamcarz等人在国际顶级医学期刊新英格兰医学杂志NEJM在线发表题为“Lentiviral Gene Therapy Combined with Low-Dose Busulfan in Infants with SCID-X1”的临床研究论文，该研究，对8名新诊断的SCID-X1婴儿进行了低暴露，有针对性的白消安治疗后，对慢病毒载体（携带IL2RG互补DNA）转移至患者骨髓干细胞中，而后回输至患者体内，进行了双中心1-2期安全性和功效研究。该研究表明，成功使用慢病毒载体与低暴露，白消安调节作为新诊断SCID-X1婴儿的主要治疗方法。 这种方法导致广泛的免疫重建和多种谱系的免疫细胞出现，包括T细胞，B细胞，NK细胞，my-eloid细胞和骨髓祖细胞。此外，在大多数情况下实现了T细胞和NK细胞的快速重建，并且在该中期分析时总体安全性是有利的。

2018年7月5日，Adams等人在新英格兰医学杂志NEJM在线发表题为“Patisiran, an RNAi Therapeutic, for Hereditary Transthyretin Amyloidosis”的研究论文，该论文揭示了patisiran改善了遗传性转甲状腺素蛋白淀粉样变性的多种临床表现；Benson等人在新英格兰医学杂志在线发表题为“Inotersen Treatment for Patients with Hereditary Transthyretin Amyloidosis”的研究论文，该论文揭示了Inotersen改善了遗传性转甲状腺素蛋白淀粉样变性患者的神经系统疾病和生活质量；同时这一期的新英格兰医学杂志发表了题为“Oligonucleotide Drugs for Transthyretin Amyloidosis”的点评，高度赞赏这2个临床试验，认为Adams等人和Benson等人的试验代表了一个里程碑：他们一起表明，通过使用全身给药的寡核苷酸药物，可以减缓并可能改善周围神经系统疾病的进展速度；

2018年4月19日，哈佛医学院Leboulch等研究组在新英格兰医学杂志NEJM发表题为“Gene Therapy in Patients with Transfusion-Dependent β-Thalassemia”的研究论文，该研究论文用BB305载体转导的自体CD34 +细胞的基因治疗减少或消除了对22名患有严重β地中海贫血的患者长期红细胞输血的需要，而没有与药物产品相关的严重不良事件。这也是为基因治疗拉开了新篇章，给基因治疗领域极大的鼓舞作用。由于这研究具有里程碑的意义，新英格兰医学杂志的给予了高度赞赏，出版了专门的点评文章。

1、慢病毒基因治疗联合低剂量白消安治疗SCID-X1婴儿

X连锁严重联合免疫缺陷症（SCID-X1）是一种罕见的，威胁生命的疾病，由编码共同γ链的基因突变引起（基因IL2RG），该基因是淋巴细胞的发育和功能所必需。除非在出现症状之前通过新生儿筛查检测到这种情况，或者根据阳性家族史鉴定，否则受影响的婴儿会出现这种情况。由于细胞和体液免疫缺陷，在生命的最初几个月内机会性感染会大大增加。实验室研究通常表明缺乏T细胞，自然杀伤（NK）细胞和功能性B细胞。恢复免疫的程序包括同种异体造血干细胞移植或自体基因治疗。来自匹配的同胞供体的造血干细胞移植是有效的，但不到20％的患者可用，来自替代供体的移植与移植物抗宿主病和不完全免疫重建的风险增加相关。

基因疗法是一种实验性治疗，将IL2RG编码区的正常拷贝插入到患者自己的血液中的干细胞基因组中。以前的基因治疗研究表明，第一代γ-逆转录病毒载体可恢复T细胞免疫，但该方法容易诱导患者得白血病。第二代γ-逆转录病毒载体具有改善的安全性，在没有使用化学调节剂的情况下时，不能恢复体液免疫。总而言之，在先前的研究中，用γ-逆转录病毒载体进行的自体基因治疗未能重建B细胞和NK细胞免疫，并且由于载体相关的白血病而复杂化。

对于该研究，对8名新诊断的SCID-X1婴儿进行了低暴露，有针对性的白消安治疗后，对慢病毒载体（携带IL2RG互补DNA）转移至患者骨髓干细胞中，而后回输至患者体内，进行了双中心1-2期安全性和功效研究。

对8例SCID-X1患儿进行了随访，中位数为16.4个月。通过获取患者的骨髓，白消安调节和细胞输注没有意想不到的副作用。在7名婴儿中，输注后3至4个月CD3 +，CD4 +和幼稚CD4 + T细胞和NK细胞的数量正常化，并伴有T细胞，B细胞，NK细胞，骨髓细胞和骨髓祖细胞中的载体标记。第八名婴儿最初的T细胞计数不足，但在没有白消安调节的基因校正细胞增强后，T细胞在这个婴儿中发育。以前的感染在所有婴儿中清除，并且所有婴儿都继续正常生长。8名婴儿中有7名IgM水平正常化，其中4名患者停用静脉注射免疫球蛋白;这四个婴儿中有三个对疫苗有反应。对7名婴儿进行了载体插入位点分析，并且显示了在所有7名患者中没有克隆优势的多克隆模式。

该研究表明，成功使用慢病毒载体与低暴露，白消安调节作为新诊断SCID-X1婴儿的主要治疗方法。这种方法导致广泛的免疫重建和多种谱系的免疫细胞出现，包括T细胞，B细胞，NK细胞，my-eloid细胞和骨髓祖细胞。此外，在大多数情况下实现了T细胞和NK细胞的快速重建，并且在该中期分析时总体安全性是有利的。希望随着时间的推移，大多数患者将获得持久，完全的适应性免疫力。需要进行长期随访，以评估免疫重建的持久性以及转基因在造血细胞和免疫细胞中的持久性，并监测患者对硫酸盐调理和基因治疗的潜在后期影响。

参考信息：

https://www.nejm.org/doi/full/10.1056/NEJMoa1815408?query=featured_home

2、Patisiran，一种RNAi治疗药，用于治疗遗传性甲状腺素转移性淀粉样变性病

遗传性转甲状腺素蛋白淀粉样变性是一种常染色体显性遗传，多系统，进行性，危及生命的疾病，由编码转甲状腺素蛋白（TTR）（又称前白蛋白）的基因突变引起。肝脏是循环四聚体转甲状腺素蛋白的主要来源。在遗传性转甲状腺素蛋白淀粉样变性中，突变型和野生型转甲状腺素蛋白沉积在周围神经和心脏，肾脏和胃肠道中，形式为淀粉样蛋白，导致多发性神经病和心肌病。神经病变会导致严重的感觉运动障碍，恶化自主神经受累导致低血压，腹泻，阳痿和膀胱紊乱。心脏表现包括心力衰竭，心律失常，体位性低血压或严重传导障碍引起的猝死。神经病变发病后存活2至15年，但心肌病患者仅存在2至5年。

目前遗传性转甲状腺素蛋白淀粉样变性的治疗选择是有限的，包括原位肝移植和转甲状腺素蛋白四聚体稳定剂（tafamidis或diflunisal）。然而，许多接受这些方法治疗的患者继续有疾病进展。

RNA干扰(RNA interference, RNAi)是指在进化过程中高度保守的、由双链RNA(double-stranded RNA，dsRNA)诱发的、同源mRNA高效特异性降解的现象。Patisiran（作用在转甲状腺素蛋白mRNA的非翻译区域），一种肝脏定向研究RNAi治疗剂，利用RNAi靶向来减少突变体和野生型转甲状腺素蛋白的产生。之前，在健康志愿者和遗传性转甲状腺素蛋白淀粉样变性患者中，使用patisiran给药可观察到剂量依赖性的循环转甲状腺素蛋白水平降低。此外，patisiran已显示出可能阻止该疾病。

在这项3期试验中，研究人员随机分配遗传性转甲状腺素蛋白淀粉样变性患者，多发性神经病变，比例为2：1，每3周接受静脉注射patrisran（0.3 mg / kg体重）或安慰剂。共有225名患者接受了随机分组（148名患者为patisiran组，77名患者为安慰剂组）。在该试验中，patisiran改善了遗传性转甲状腺素蛋白淀粉样变性的多种临床表现。

原文链接：

https://www.nejm.org/doi/pdf/10.1056/NEJMoa1716153

https://www.nejm.org/doi/full/10.1056/NEJMe1805499

3、Inotersen治疗遗传性甲状腺素运动蛋白淀粉样变性病

编码转甲状腺素蛋白（TTR）的基因中的突变引起罕见的系统性疾病，即遗传性转甲状腺素蛋白淀粉样变性。由这些突变导致的单一氨基酸变化使四聚体转甲状腺素蛋白复合物不稳定，导致单体聚聚集不溶性细胞外淀粉样沉积物。多器官系统中淀粉样沉积物的累积导致进行性外周多发性神经病，心肌病，肾病和胃肠道功能障碍。症状发作时未经治疗的平均预期寿命为3至15年。心肌病的存在与预后较差有关。患者通常死于营养不良和恶病质，肾功能衰竭，心脏病和猝死。

肝脏是系统性转甲状腺素蛋白的主要来源。肝移植历来是遗传性转甲状腺素蛋白淀粉样变性的标准治疗方法，但移植后野生型转甲状腺素蛋白淀粉样蛋白的持续沉积可能会限制其有效性。虽然目前有一些治疗方法可用 - 如tafamidis（Vyndaqel）和diflunisal，能够稳定转运四联体转甲状腺素蛋白并延缓疾病进展的分子 - 其他治疗方法可能具有价值。

Inotersen（以前称为IONIS-TTRRx / ISIS 420915）是转甲状腺素蛋白的肝产生的2'-O-甲氧基乙基修饰的反义寡核苷酸抑制剂。在健康志愿者中，inotersen显示出剂量依赖性和持续降低的循环转甲状腺素水平。

研究人员进行了一项随机，双盲，安慰剂对照的3期试验（NEURO-TTR），以确定患者inotersen治疗的有效性和安全性。患者以2：1的比例随机分配，每周皮下注射inotersen（300 mg）或安慰剂。总共172名患者（112名inotersen组和60名安慰剂组）接受了至少一剂试验方案，139名（81％）完成了干预期。Inotersen改善了遗传性转甲状腺素蛋白淀粉样变性患者的神经系统疾病和生活质量。通过增强监测来控制血小板减少症和肾小球肾炎。

原文链接：

https://www.nejm.org/doi/full/10.1056/NEJMoa1716793?query=featured_home

https://www.nejm.org/doi/full/10.1056/NEJMe1805499

4.β地中海贫血患者的基因治疗

包括β-地中海贫血和镰状细胞病在内的β血红蛋白病是全球最流行的单基因疾病之一。β地中海贫血是由HBB珠蛋白基因中的200多个突变引起的，它编码最常见的成人血红蛋白β亚基，HbA的形式【1】。这些突变或者消除（β0）或者减少（β+）β-珠蛋白合成，导致细胞内高铁血色原沉淀，无效的红细胞生成，慢性溶血和严重的贫血【2,3】。在这种疾病最严重的临床形式中，患者需要长期红细胞输注才能生存和预防严重并发症【4】。遗传变异型βE（HBB：c.79G→A）与任何β0基因突变导致βE/β0基因型，这是一种严重程度不等的疾病，全世界大约一半的输血依赖性β地中海贫血病例是由上述原因引起的。

β-地中海贫血的唯一潜在治愈选择是异基因造血细胞移植，但由于移植排斥，移植物抗宿主病和其他治疗相关毒性作用的风险。因此，目前的β-地中海贫血患者的护理标准包括终身的，常规的红细胞输注和铁螯合【9】。尽管输血相关铁毒性和病毒感染导致严重并发症的风险仍然存在因此，基因治疗正在被评估为β地中海贫血患者的新选择【12-15】。

慢病毒载体能够将复杂的遗传结构转移到静止的造血干细胞中【16】。在建立β-珠蛋白慢病毒载体成功校正了小鼠β地中海贫血和镰状细胞病模型后，Leboulch等研究组开始了一项人类临床研究，使用慢病毒载体进行β血红蛋白病的离体基因治疗（称为LG001研究）【19,20】，随后进行了其他研究【12-15】。Leboulch等研究组使用HPV569载体转移延伸的β-珠蛋白基因结构【18】，包括片段的人β-珠蛋白基因座编码区，导入从β-地中海贫血患者获得的造血干细胞中，并将基因修饰的细胞移植回患者体内【21,22】。载体编码的βA-T87Q-珠蛋白被改造成具有强烈抑制镰状细胞病患者中镰状血红蛋白聚合的单个氨基酸替代形式（T87Q），并且还允许在体内精确量化载体衍生的治疗性珠蛋白表达【23】，具有严重βE/β0基因型的患者在持续βA-T87Q-珠蛋白表达的情况下安全停止输注超过6年【13,20 】。

在这里，Leboulch等研究组报告了两个伴随1/2期临床研究的中期结果，这些研究使用LentiGlobin BB305载体评估基因治疗对β地中海贫血的安全性和有效性【13,24】，与之前的HPV569载体相似。在国际HGB-204（Northstar）的研究中，18名患者接受了BB305转导的自体造血干细胞的输注，随访范围从15到38个月不等。第二项研究HGB-205在巴黎的一个地点进行，治疗3例镰状细胞病和4例β地中海贫血患者【25】，随访范围从20个月至3年以上。Leboulch等研究组报告了迄今为止在这两项研究中接受治疗的所有22名β地中海贫血患者的结果。

Leboulch等研究组发现，输注基因修饰细胞后，中位数为26个月（范围15至42），13名非β0/β0基因型患者中的所有患者都停止接受红细胞输血; HbAT87Q的水平范围为3.4至10.0克/分升，总血红蛋白水平介于8.2至13.7克/分升。在血红蛋白水平接近正常范围的评估患者中，纠正了红细胞生成的生物学标记。9例β0/β0基因型或IVS1-110突变两个拷贝的患者，年平均输血量减少73％，3例患者中止输注红细胞。与自体干细胞移植相关的治疗相关不良事件是典型的。未观察到与载体整合相关的克隆优势。

用BB305载体转导的自体CD34 +细胞的基因治疗减少或消除了对22名患有严重β地中海贫血的患者长期红细胞输血的需要，而没有与药物产品相关的严重不良事件。 （由Bluebird Bio等人资助; HGB-204和HGB-205 ClinicalTrials.gov编号，NCT01745120和NCT02151526。）

原文链接：

http://www.nejm.org/doi/full/10.1056/NEJMoa1705342?query=featured_home

http://www.nejm.org/doi/pdf/10.1056/NEJMe1802169

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