经验分享：基因治疗（gene therapy）在临床应用中

作者：杨超月

然而，1999年在宾夕法尼亚大学的James Wilson医生开展的一项腺病毒基因治疗临床试验中，受试者由于腺病毒诱发的致命性免疫反应而致死。随后一系列的早期试验结果接连暴露基因治疗严重的副作用，包括针对载体的免疫反应以及载体介导的原癌基因插入激活引起的恶性肿瘤等，这一系列的负面报道无疑给基因治疗的发展蒙上了巨大的阴影。这些失败的案例让研究者们开始反思基因治疗的风险因素，从而陆续推动了更多基础研究的快速发展，包括病毒学、免疫学、细胞生物学、动物模型构建和疾病靶向治疗等。伴随着这些领域的快速发展，基因治疗于21世纪初开始逐渐走出困境。慢病毒(Lentivirus, LV)等新型载体的问世提高了外源基因递送到非分裂细胞的效率和安全性。在早期临床试验中，这些安全有效的载体被用于自体造血干细胞(Hematopoietic stem cells, HSCs)的转导，对于患有免疫缺陷、血红蛋白病、代谢和储存障碍的患者而言，这些载体显得更加安全有效。

基于此，美国食品药品监督管理局(Food and Drug Administration, FDA)于2017年批准了首个基因治疗产品，包括嵌合抗原受体T (Chimeric antigen receptor T, CAR-T)细胞免疫疗法治疗B细胞恶性肿瘤(Kymriah和Yescarta)和AAV载体体内治疗先天性失明(Luxturna)。针对神经肌肉疾病和血友病等更多遗传疾病的基因治疗药品也有望在将来获得更多的批准许可。

近年来，基于工程化核酸酶的基因组编辑技术得到了快速发展。与传统的基因治疗不同，基因组编辑技术可实现精确的基因插入、敲除以及“修正”。基因组编辑技术可以在离体细胞上进行，也可以通过载体递送的方式在体内实现原位基因组的编辑。通过基因编辑技术修饰的细胞不存在插入突变致癌的风险，由于外源基因的定点整合，治疗效果不会随着细胞的增殖而丢失，能够实现长期安全有效的治疗效果。目前，基因组编辑技术的临床转化尚处于初级阶段，预计在未来的10年内将开展多项临床基因组编辑试验。

最初基因治疗仅被用于遗传性疾病的治疗，而现在正被广泛用于肿瘤、感染性疾病、心血管疾病和自身免疫性疾病的治疗，如CAR-T细胞免疫疗法。随着基因治疗的快速发展，更多诸如多基因遗传病、神经遗传性疾病等目前医学上束手无策的疾病将有望被根治。在经历了30多年的曲折发展后，基因治疗正迅速成为各种人类遗传性和获得性疾病的有效治疗方法。

二、基因治疗临床试验的进展

随着基础研究的快速发展，从20世纪90年代早期开始，基因治疗开始进入临床试验阶段。截至2018年末，基因治疗已在38个国家进行了2 930项试验，这些早期阶段的试验为基因治疗提供了重要的临床指导意见(图 2)。

1989年至2018年全球基因治疗临床试验项目数

临床实验的结果不断重复着“乐观-失望”的反复循环，良好的治疗效果也会伴随着严重的副作用。尽管越来越多的临床试验证明基因治疗的低效性，但基因治疗的研究势头仍迅猛增长。其中最突出的试验包括几种原发性遗传疾病Leber先天性黑蒙症、B型血友病和X-连锁肾上腺脑白质营养不良(X-linked adrenoleukodystrophy, X-ALD)的治疗。根据Pharmaprojects在2018年的报告显示，癌症和罕见病是当前基因治疗临床研究最多的两个领域，下图展示了截止2018年底基因治疗临床试验适应症占比(图 3)。

基因治疗临床试验的适应症

三、基因治疗临床试验在癌症领域的研究进展

目前基因治疗在肿瘤领域的应用，主要借助CAR-T或者T细胞受体(TCR)嵌合型T细胞(TCR-T)的形式以离体基因治疗的方式达到杀伤肿瘤的目的。以CAR-T为例，这是一种新型的细胞免疫疗法，利用白细胞分离技术从患者的血液中提取免疫T细胞，体外通过基因工程技术给T细胞整合一个能识别肿瘤细胞，并且同时激活T细胞杀死肿瘤细胞的嵌合抗体基因，再进行体外扩增改造的T细胞并回输到癌症患者体内，从而识别并攻击自身的肿瘤细胞，达到肿瘤治疗的目的。

基于CAR-T的细胞免疫疗法已于2011年开展了临床试验，3例慢性淋巴细胞白血病患者接受了自体改造的T细胞治疗，治疗初期显示了有利的治疗效果。2014年，CAR-T细胞治疗在急性淋巴细胞白血病(Acute lymphoblastic leukemia, ALL)中取得了显著疗效，给血液恶性肿瘤的治疗带来新的曙光。目前已有数百名患者采用这一方式进行了多次临床试验，在白血病或淋巴瘤患者中观察到了前所未有的缓解率，特别是急性淋巴细胞白血病。随着更多的临床试验取得了积极的治疗效果，癌症免疫疗法在临床的成功转化被Science杂志编辑评为2013年年度科学突破。随后，两种免疫细胞疗法于2017年获得美国FDA批准上市，即Novartis的Kymriah和Kite Pharmar的Yescarta，这两款CAR-T疗法主要针对罹患B细胞前急性淋巴细胞白血病及复发或难治性大B细胞淋巴瘤的成人患者。但令人遗憾的是，国内至今尚无批准上市的细胞免疫疗法。