中国科研人员首次利用CRISPR基因编辑成体造血干细胞移植治疗艾滋病合并急性淋巴细胞白血病

导 读

图1 HIV病毒糖蛋白gp120和宿主细胞CD4、CCR5蛋白相互作用（图片来自www.ebi.ac.uk）

自1981年发现第一例由人类免疫缺陷病毒（HIV）引起的传染性疾病———获得性免疫缺陷综合症（简称艾滋病，AIDS）以来，艾滋病造成了重大的公共卫生问题和社会问题。
1996年，艾滋病领域研究取得了里程碑式进展，HIV入侵T细胞的辅助受体之一CCR5（趋化因子受体5或趋化因子C－C亚族受体5，也称为CD195）被发现，本文通讯作者之一北大教授邓宏魁是主要发现者之一。随后的研究发现，CCR5基因呈缺陷型（CCR5-Δ32）的人群不会被R5嗜性HIV病毒感染。以CCR5为靶点的HIV-1受体拮抗剂越来越受关注。

近日，来自我国北京大学-清华大学生命科学联合中心、首都医科大学附属北京佑安医院以及解放军总医院第五医学中心的科学家们在The New England Journal of Medicine发表了题为《CRISPR-Edited Stem Cells in a Patient with HIV and Acute Lymphocytic Leukemia》的研究论文，首次在人体内探索了基因编辑的造血干细胞移植的可行性和安全性，对于推动基因编辑技术治疗多种疾病的临床研究具有重要参考价值和临床意义。

研究人员利用CRISPR/Cas9技术将供体造血干/祖细胞（HSPCs）的CCR5基因进行了插入敲除，并将其移植到HIV感染伴有急性淋巴母细胞性白血病（Acute lymphoblastic leukemia）的患者体内，并对患者进行了19个月的随访观察。研究结果显示，患者在骨髓移植后淋巴细胞和T细胞亚群的数量出现明显上升，CD4+细胞数目在移植后6个月达到正常范围，并在之后的随访阶段一直维持正常水平。急性淋巴母细胞性白血病仅仅在移植后4周就得到了完全缓解。且随访期间患者没有出现与CCR5编辑相关的副反应。CD34+细胞上的CCR5基因敲除效率达到了17.8%。研究人员给这位患者进行过短暂的停药测试，结果显示，在停药期间，CCR5基因编辑的T细胞表现出一定程度抵御HIV感染的能力。

图2 患者骨髓有核细胞的CCR5敲除比率

图3 患者停止药物治疗前后的临床指标变化

虽然该研究成功的将CCR5敲除的造血干/祖细胞移植到HIV感染者体内，但整个随访期内患者骨髓有核细胞的CCR5敲除比率在5.20%和8.28%之间波动，较低的敲除效率仍然阻碍机体对HIV病毒的有效清除。因此，如何提高CCR5的敲除效率以及效率提高后的安全性仍需要进一步研究。

该研究是世界上首次报道通过基因编辑技术敲除人体造血干细胞CCR5基因治疗艾滋病及急性淋巴细胞白血病患者的案例，这项工作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，为我们进一步完善利用基因编辑技术治疗和治愈艾滋病提供了重要的参考和指导。研究者表示，在今后的研究中，将进一步提高基因编辑效率及优化移植方案，未来当基因编辑后的造血干细胞能够产生足够多的带有突变的T细胞抵御HIV时，通过一次治疗便可获得持久性疗效。

该论文得到北京市科委（D1711000517004）、国家重点研究开发项目（2017YFA0103000）、北京市科技规划项目（Z1811000018004），国家“十三五”重点传染病防治规划（2017ZX10202102-005-003、2017ZX10202101-004-001）的资助。

北京大学邓宏魁教授、解放军总医院第五医学中心陈虎教授及北京佑安医院吴昊教授为该论文的共同通讯作者。徐磊博士、王军博士、博士生刘宇林及谢良福为该论文的共同第一作者。北京大学李程教授、博士生王龙腾为该研究做出了重要贡献。陈虎教授是全国造血干细胞移植领域的领军人物，在该研究中起到了关键作用。但陈虎教授于2019年7月24日因病逝世，没有看到论文的发表，令人扼腕。

Summary

The safety of CRISPR (clustered regularly interspaced short palindromic repeats)–based genome editing in the context of human gene therapy is largely unknown. CCR5 is a reasonable but not absolutely protective target for a cure of human immunodeficiency virus type 1 (HIV-1) infection, because CCR5-null blood cells are largely resistant to HIV-1 entry. We transplanted CRISPR-edited CCR5-ablated hematopoietic stem and progenitor cells (HSPCs) into a patient with HIV-1 infection and acute lymphoblastic leukemia. The acute lymphoblastic leukemia was in complete remission with full donor chimerism, and donor cells carrying the ablated CCR5 persisted for more than 19 months without gene editing–related adverse events. The percentage of CD4+ cells with CCR5 ablation increased by a small degree during a period of antiretroviral-therapy interruption. Although we achieved successful transplantation and long-term engraftment of CRISPR-edited HSPCs, the percentage of CCR5 disruption in lymphocytes was only approximately 5%, which indicates the need for further research into this approach.

https://www.nejm.org/doi/full/10.1056/NEJMoa1817426

本期编辑：Jamie