当基因疗法逐渐失效，科学家们打算这样做…

▎药明康德内容团队编辑（来源：STAT）

自基因疗法诞生以来，已为许多此前无药可治的患者带来了新的希望，极大地改变了他们的人生。例如 ——Victoria Gray女士， 在三年后依然保持着健康的状态，她不再需要接受输血治疗，往日如噩梦般的疼痛也消失得无影无踪。而在大约十年前，一名脑性肾上腺脑白质营养不良患童接受了针对性的基因疗法，如今也仍能健康地驰骋在足球场上。如果没有基因疗法，他很可能活不过十岁。

▲Victoria Gray女士在人类基因组编辑国际峰会上讲述自己接受基因治疗前后变化的故事（Courtesy THE ROYAL SOCIETY；图片来源：参考资料[5]）

尽管基因疗法在一些患者中的疗效好得惊人，这些患者及其家属都明白，他们多活的每一天都是“赚来的”，因为没人知道这种疗法究竟能起效多久。近期，Sarepta公司开发的一款针对杜氏肌营养不良（DMD）的 即将迎来FDA对其上市申请的最终审评结果。这款疗法在不同患者间存在着疗效上的差异，故而引发了业界和大众的广泛热议，其中也包括了对整个基因疗法大类存在的局限性和潜在的解决方案的诸多讨论。

一开始疗效惊人的基因疗法正在逐渐失效

康纳·柯兰（Conner Curran）是一名DMD患者。2015年，年仅4岁的小康纳被诊断出患有这种导致肌肉萎缩的遗传病。医生说，他将逐渐失去所有的行动能力，然后静静等待死亡的来临。医生给小康纳家人的建议仅有：“爱他，趁他还能走路的时候多去旅行，给他一个美好的生活并好好享受，因为对他来说现在真的没有更多的好选择了。”

2020年时，康纳9岁了，这时的他不仅能走路，还能跑得比以往任何时候都快。这都要归功于他7岁那年接受的一款耗时30多年才开发出来的实验性基因疗法的神奇效果。在接受治疗前，小康纳还无法靠自己的力量上台阶。而治疗仅仅三周后，他就可以跳着上到二楼了。很快，他可以步行2英里去自己喜欢的点心店。这是小康纳之前根本无法想象的。

康纳是首个接受这款出自辉瑞公司的基因疗法的孩子，由于该疗法在康纳身上的惊人效果和在控制范围内的安全性和耐受性，随后不久，研究人员又在另外8名患有DMD的男孩身上使用了这款基因疗法。一年后，其中6名男孩接受了力量和耐力测试，结果发现，这些指标均有所提高。这些令人鼓舞的结果表明，基因疗法有望改变数以千计的DMD患儿的生活。

如今，距离小康纳接受基因疗法已经过去5年了，他的母亲克莉丝·柯兰（Chris Curran）女士发现，这种基因疗法的作用正在逐渐消失——小康纳不再能负担得起长途跋涉，一次也只有力气爬几级楼梯。尽管疗法在失效，小康纳的家人们依旧很感激，如果没有它，小康纳现在根本无法行走，这还不包括这种基因疗法对康纳的心脏和肺部造成的难以从外表上直接看出的获益。克莉丝说：“它为我们争取了5年的时间，现在，是时候再找新的方法了。”

▲12岁的小康纳（图片来源：参考资料[1]，Courtesy by Jess & Chris Curran）

现有基因疗法存在哪些局限性？

小康纳的故事让我们看到了这种具有变革性作用的疗法会随着时间的推移而逐渐失效。实际上，小康纳的情况并非个例。在今年的肌肉萎缩症协会会议上，圣路易斯华盛顿大学的娜塔莉·戈德克（Natalie Goedeker）医生向参会者展示了一个患有DMD的小男孩的视频。这名小男孩接受的是Sarepta公司开发的基因疗法，给药四周后，他第一次相对轻松地走上了楼梯。然而两年后，他的情况又恶化了。戈德克医生表示，基因疗法的效果在这名男孩身上消退的速度快得不同寻常。不过，并非只有针对DMD的基因疗法会存在这样的问题，实际上大多数基因疗法都存在着疗效随时间减弱的“通病”。

自20世纪80年代最早的动物实验以来，基因疗法一直被视为潜在的治愈性方法。但从一开始，它在“持久性”上就存在着问题。1993年，接受基因治疗直接输注的第一个囊性纤维化患者在接受治疗后仅仅几天内，疗效就减弱了。随后，科学家们开发出了更持久的病毒载体——腺相关病毒（AAV）。但基于这种病毒的基因疗法的持久性也仅仅是好一些，因为基因疗法的持久性不仅与递送载体的性质相关，还与目标组织的自我更新频率相关。

例如，靶向肌肉的基因疗法的疗效可能比靶向肝脏的基因疗法（如针对血友病的治疗）的疗效更持久，因为肌肉细胞的更新速度比肝细胞慢得多，有效的基因拷贝在患者体内留存的时间也更长。而假如要开发可用于婴儿的基因疗法，难度将进一步提升。因为相比于成年人，婴儿的生长速度极快，细胞不断分裂将稀释基因疗法。基于这些原因，使基因疗法能够重复给药变得尤为重要。

图片来源：123RF

然而，要让基因疗法能够重复给药也是该领域亟待攻克的难题之一。目前，基于AAV的基因疗法基本上只能进行一次给药，因为载体是一种病毒，当患者接受基因治疗时，其免疫系统会识别这种大量进入的病毒——就像识别其他感染一样。 如果再次接受基于相同病毒载体的治疗，具有记忆的免疫系统将会发起攻击将病毒杀死，病毒也就无法把用于治疗的基因拷贝递送到目标组织内了。

此外，即使是那些目前疗效尚好的患者，也希望有一天能获得更强大的治疗方法，比如CRISPR。但这些技术通常还是依赖于AAV载体，这意味着在目前的技术下，已经接受过基于AAV的基因疗 法的患者将无法再使用这些治疗方法。这凸显了开发全新技术和策略的需求，让医 生能在患者的一生中多次给予这类治疗，以保证治疗性的基因拷贝减少时能够及时得到补充，或当有效果更好的方法出现时能够为患者再次给药。

科学家已经给出了哪些解决方案？

好消息是，新的解决方案正在不断涌现。科学家们正通过设计更好的病毒、设计除病毒以外的新型载体、利用抗癌疗法或器官移植药物来攻克基因疗法的现有挑战，使患者有望接受更多次的基因治疗。

Sarepta公司提出的应对策略是，利用一种被称为血浆置换术的方法，把曾感染过AAV病毒的患者血液中针对该病毒的抗体给过滤掉，这样患者就不会对基因疗法的AAV载体进行攻击了。这种方法使用的是一种名叫imlifidase的抗体粉碎酶，原先用于帮助减少对肾移植的免疫反应。目前，Sarepta已计划在今年晚些时候对这种策略展开测试，将招募一些曾经感染过AAV且携带针对该病毒的抗体的DMD患者。原先，这些患者是没有资格接受基于AAV的基因疗法的。

不过，研究人员也指出，这种策略可能无法对已经接受过基于AAV的基因疗法的患者起效。因为使用基因疗法的患者需要一次性接受数万亿或千万亿的病毒进入体内，相比于日常生活中遭到的病毒感染将产生更多、更强大的抗体。这使将得血浆置换术的效果不足以应对这种情况。

佛罗里达大学的巴里·拜恩（Barry Byrne）博士认为，可以通过更强效的方法来清除患者免疫系统的警备，例如使用治疗B细胞癌症的抗癌药物或用于抑制器官移植排异反应的药物。此前，他曾利用这种策略在两位患者身上进行过重复局部注射AAV的研究，但没有进行过系统性的探索。近期，一家开发针对DMD的基因编辑疗法的公司MyoGene也提出了类似的重复给药解决方案，并在小鼠中进行了实验，取得了初步的积极结果。该公司表示，还需要在大型动物模型和人类中开展进一步的工作。

费城儿童医院临床体内基因治疗主任林赛·乔治（Lindsey George）博士则希望通过另一种强大的用于治疗B细胞癌症的疗法——CAR-T细胞疗法来消除针对AAV的抗体，并将在本月的大型基因会议上对该策略进行展示。杜克大学的研究人员将展示Sarepta公司授权的酶的改良版本。罗氏将展示一种已经上市17年的白血病治疗药物可以停止抗体的产生。

图片来源：123RF

除了在消除AAV抗体上做文章，科学家们也试图开发出更好的基因疗法载体。一些科研小组正致力于设计出一些更“滑溜”的病毒，它们能够更顺畅地潜入细胞而不被免疫系统发现。另一些研究小组则完全抛开了病毒载体，希望通过脂质或蛋白质颗粒递送基因。

尽管此前这些载体还不够好，但经过数十年的迭代后，利用脂质纳米颗粒（LNP）递送基因的技术也日趋成熟。Intellia公司正在开发一种基于LNP的CRISPR基因编辑疗法，用于潜在治愈转甲状腺素蛋白淀粉样变性（ATTR），并取得了积极的 。该公司去年公布的最新数据显示，一次注射这种疗法不但可以将血清中的转甲状腺素蛋白水平（TTR）降低约90%，而且目前疗效已经维持了6-12个月。

这些新策略不仅对于整个基因治疗领域来说非常重要，患者及其家属们都在翘首等待好消息的传来，包括那些尚未发现基因疗法失效的患者们，因为他们知道疗效可能无法永远维持。

一位DMD患童的父亲表示：“我的孩子正处于医学奇迹发生的最前沿，如果现有疗法的困境得到了解决，我希望他能第一时间将这种奇迹延续下去。”

参考资料：

[1] A bellwether moment: Once a distant dream, gene therapy for Duchenne nears historic decision. Retrieved April 25, 2023, from https://www.statnews.com/2023/04/17/sarepta-gene-therapy-duchenne-muscular-dystrophy-fda-decision/

[2] England SB, Nicholson LV, Johnson MA, et al. Very mild muscular dystrophy associated with the deletion of 46% of dystrophin. Nature. 1990;343(6254):180-182. doi:10.1038/343180a0

[3] FDA staff leaned toward rejecting Sarepta gene therapy before top official intervened. Retrieved April 25, 2023, from https://www.statnews.com/2023/04/13/fda-staff-leaned-toward-rejecting-sarepta-gene-therapy-before-top-official-intervened/

[4] Sarepta Therapeutics Announces That U.S. FDA has Accepted for Filing and Granted Priority Review for the Biologics License Application for SRP-9001, Sarepta’s Gene Therapy for the Treatment of Ambulant Individuals with Duchenne Muscular Dystrophy. Retrieved April 25, 2023, from https://investorrelations.sarepta.com/news-releases/news-release-details/sarepta-therapeutics-announces-us-fda-has-accepted-filing-and?_ga=2.58073770.1044422834.1669665150-341127421.1669665150

[5] Sarepta Therapeutics Submits Biologics License Application for SRP-9001 for the Treatment of Ambulant Patients with Duchenne Muscular Dystrophy，Retrieved April 25, 2023, from https://investorrelations.sarepta.com/news-releases/news-release-details/sarepta-therapeutics-submits-biologics-license-application-srp?_ga=2.241143424.282841863.1664505466-1503290699.1664505466

[6] Roche enters licensing agreement with Sarepta Therapeutics to improve the lives of patients living with Duchenne muscular dystrophy. Retrieved April 25, 2023, from http://www.globenewswire.com/news-release/2019/12/23/1963846/0/en/Roche-enters-licensing-agreement-with-Sarepta-Therapeutics-to-improve-the-lives-of-patients-living-with-Duchenne-muscular-dystrophy.html

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