地贫疗法获FDA孤儿药认证

作者：王韵壹、李英、熊慧卿

原创生物世界生物世界撰文 | 王聪
编辑 | 王多鱼
排版 | 水成文
地中海贫血症是全球分布最广、累及人群最多的一种单基因遗传病，也是我国影响最大、发病率最高的遗传病，仅在我国就约有3000万地中海贫血症基因携带者，地中海贫血症在我国北方少见，但在广东、广西、四川等地多见，尤其是广东地区，平均每9个广东人就有1人携带了地中海贫血致病基因。
地中海贫血症种类较多，其中β-地中海贫血是其最常见、最严重的类型，它是由表达β-珠蛋白的基因突变所致。β-地中海贫血可分为输血依赖型（TDT）和非输血依赖型（NTDT），输血依赖型地贫患者需要终生定期输血以防止器官衰竭和死亡，而长期输血导致的铁过载会导致多个器官功能障碍和衰竭。
在人体细胞中，γ-珠蛋白与β-珠蛋白功能相似，而γ-珠蛋白在人类成年后就会沉默不再表达，如果能够重新激活β-地中海贫血患者的γ-珠蛋白基因的表达，就能弥补β-珠蛋白的缺失，从而缓解或治愈β-地中海贫血。此外，镰状细胞病也是由于表达β-珠蛋白的基因突变所致，因此，也适用于这种治疗思路。
β-地中海贫血和镰状细胞病，均是由于表达β-珠蛋白的基因出现突变所致，之前的研究发现，γ-珠蛋白与β-珠蛋白功能相似，而γ-珠蛋白在人类成年后就会沉默不再表达。因此，如果能够重新激活γ-珠蛋白基因的表达，就能够弥补β-珠蛋白的缺失，从而缓解或治愈这两种遗传性贫血症。
近日，CRISPR基因编辑奠基人之一的张锋教授创立的 Editas Medicine 宣布，其用于治疗输血依赖型β-地中海贫血的基因编辑疗法 EDIT-301 获得 FDA 的孤儿药认证。
EDIT-301 于今年1月获得 FDA 临床试验批准，将在今年启动1/2期临床试验，旨在评估 EDIT-301治疗输血依赖型β-地中海贫血的安全性、耐受性和初步疗效。临床前研究显示，EDIT-301 疗法能够显著增加红细胞中的 γ-珠蛋白水平和总血红蛋白水平，显著改善红细胞成熟并减少红细胞死亡，因此可作为一种有效的治疗选择。该疗法是在 DNA 层面的修改，因此可以实现一次治疗终身有效。
治疗原理治疗原理
EDIT-301 是 Editas Medicine 正在开发中的治疗镰状细胞病和β-地中海贫血的 CRISPR 基因编辑疗法。该疗法使用的并不是大家所熟知的 CRISPR-Cas9 基因编辑系统，而是张锋开发的 CRISPR-Cas12a 基因编辑系统。
具体来说，该基因编辑疗法是对患者来源的 CD34+ 造血干细胞和祖细胞进行基因编辑，编辑位点是 HBG 基因的启动子区域，这是因为 HBG 基因的启动子区域是转录抑制因子 BCL11A 的结合位点，靶向改为点就能抑制 BCL11A，从而重新激活 γ-珠蛋白的表达，改善患者的红细胞成熟。
该疗法使用的是 Cas12a 和 gRNA 组成的RNP（RNA和蛋白质复合物），然后通过电穿孔技术将其转染到细胞中，以避免使用病毒载体带来的随机插入风险。
该疗法同样可以治疗镰状细胞病，且 Editas Medicine 已经开始了该疗法治疗镰刀状细胞贫血症的临床试验，临床试验编号为 NCT04853576。

地贫疗法获FDA孤儿药认证

CRISPR-Cas12a
CRISPR-Cas12a 是由张锋团队于2015年开发的新型CRISPR基因编辑工具，论文发表于 Cell 期刊，最初名为CRISPR-Cpf1，之后改做 CRISPR-Cas12a。CRISPR-Cas12a 与 CRISPR-Cas9 相似，但二者在 DNA 靶向和编辑机制上存在差异，Cas12a 所需的 PAM 序列与 Cas9 有所不同，因此可以靶向基因组中的独特 DNA 序列，此外，Cas12a 对 DNA 双链的切割后造成的是交错切口，从而可以提高某些基因修复方式的效率和准确性。这些差异使得 CRISPR-Cas12a 与 Cas9 之间在一定程度上互补，拓宽了 CRISPR 基因编辑的应用范围。图片来源：Editas Medicine 官网
Editas Medicine 研发管线介绍
Editas Medicine 目前的研发管线分为三大块，分别是体内基因编辑疗法、体外基因编辑疗法和细胞治疗。体内基因编辑疗法共有4条管线，进展最快的是 EDIT-101，通过 AAV 载体递送的 CRISPR-Cas9 基因编辑系统治疗先天性黑蒙症10型（LCA10）。其他3项尚未开启临床试验。
2021年9月29日，Editas Medicine 在第19届视网膜变性国际研讨会（RD2021）上发布了 EDIT-101 的1/2期临床试验的初步积极临床试验结果。未观察到严重不良事件或剂量限制性毒性，中剂量组显示的治疗效果为临床获益提供了初步支持，Editas 表示将继续进行成人高剂量组（3×10E12vg/ml）的治疗，并将开展儿童中剂量组（1.1×10E12vg/ml）的治疗。体外基因编辑疗法共有2条管线，使用 CRISPR-Cas12a 体外编辑患者来源的 CD34+ 造血干细胞和祖细胞，治疗镰状细胞病（SCD）和输血依赖型β-地中海贫血（TDT），均已通过 FDA 的 IND 申请，即将开展临床试验。细胞疗法共有3条管线，对 αβ T细胞（与BMS合作开发）和 iPSC NK 细胞（与BlueRock合作开发）进行基因编辑，进行肿瘤治疗，以及一款自研 iPSC NK 细胞疗法，尚未公布具体信息。
参考资料：
https://ir.editasmedicine.com/news-releases/news-release-details/editas-medicine-receives-fda-orphan-drug-designation-edit-301