2016年5月,一位年輕人發(fā)現(xiàn)自己感染了艾滋病。兩周后,醫(yī)生告知他患有急性淋巴細(xì)胞白血病。
接踵而來的打擊足以讓任何人陷入深深的絕望。不過,醫(yī)生給了這名患者一線希望:他們將實施一次骨髓移植以治療白血病,以及附加的一項嘗試治療艾滋病的實驗性治療。
近日,相關(guān)的一篇研究論文發(fā)表在《新英格蘭醫(yī)學(xué)雜志》上。這項研究使用了基因編輯工具CRISPR-Cas9,從供體的骨髓造血干細(xì)胞中敲除了一種名為“CCR5”的基因,然后將基因編輯后的造血干細(xì)胞移植到患者體內(nèi)。
“在經(jīng)過基因編輯后,這些造血干細(xì)胞以及它們產(chǎn)生的血細(xì)胞將具有抵抗HIV感染的能力?!北本┐髮W(xué)生命科學(xué)學(xué)院教授鄧宏魁告訴記者。
CCR5 基因編碼的蛋白是 HIV 病毒入侵人體的鑰匙。因此,攜帶CCR5突變拷貝的人對HIV具有高度免疫力。大約 1% 的高加索人遺傳了這樣的一對基因拷貝,但在亞洲人、非洲人、美洲土著人中,這種基因非常罕見。
此前有兩名男子分別于2006年和2016年接受了自然突變供者的骨髓移植,成為世界上第一批治愈艾滋病的人。根據(jù)接受造血干細(xì)胞移植所在地的不同,他們也被稱為“柏林病人”和“倫敦病人”。
中國的這位患者同意了試驗,造血干細(xì)胞移植在2017年夏天進(jìn)行。這是人類第一次將CRISPR-Cas9基因編輯技術(shù)用于HIV患者。
到2019年初,治療整整19個月后,“急性淋巴細(xì)胞白血病完全緩解,攜帶失活CCR5基因的供體細(xì)胞持續(xù)存在?!笨茖W(xué)家在論文中說。
但這些尚不足以根除患者體內(nèi)的HIV病毒。盡管基因編輯效率是17.8%,但由于與未編輯細(xì)胞同時輸注,體內(nèi)的編輯細(xì)胞占比徘徊在5%-8%。
“這項研究的主要目的是評估基因編輯的干細(xì)胞移植治療艾滋病的安全性和可行性。”而科學(xué)家們沒有發(fā)現(xiàn)任何與基因編輯相關(guān)的不良事件,即使“需要對脫靶效應(yīng)和其他安全性評估進(jìn)行更長期的深入研究?!?/p>
鄧宏魁也表示,“未來將進(jìn)一步提高基因編輯效率,優(yōu)化移植程序,加快向臨床應(yīng)用的過渡?!?/p>
根據(jù)6月份發(fā)表在“自然”雜志上的一篇論文,CCR5基因突變與早期死亡風(fēng)險增加21%有關(guān),但目前尚不清楚原因。該研究團(tuán)隊之前已將編輯過的CCR5人類細(xì)胞移植到小鼠體內(nèi),使其對HIV具有免疫力。美國科學(xué)家使用一種名為鋅指核酸酶基因編輯工具,進(jìn)行了類似的人體實驗,取得了一些成功。
中國在基因編輯技術(shù)方面投入了大量資金,使生物技術(shù)成為2016年宣布的五年計劃的重點。政府已經(jīng)為多項世界“第一”的研究提供了資金支持,包括2016年首次利用基因編輯工具CRISPR-Cas9開展的人體臨床試驗,2015年首次報道使用基因編輯技術(shù)修飾人類三原核胚胎。
2018年12月,中國科學(xué)家賀建奎宣布成功使用CRISPR-Cas9在出生前修改了兩個胚胎的DNA,從而創(chuàng)造了世界上第一批轉(zhuǎn)基因人類,引起國際輿論的嘩然。
盡管如此,鄧宏魁仍然相信CRISPR-Cas9技術(shù),他認(rèn)為這將會給血液相關(guān)的疾病“帶來新的曙光”,如艾滋病、鐮狀貧血、血友病和β地中海貧血。
而且由于這項新技術(shù),“艾滋病離功能性治愈的目標(biāo)越來越近了。“
未來展望
應(yīng)用了基因編輯技術(shù)的造血干細(xì)胞成功移植,患者無病生存19個月,證明基因編輯技術(shù)在臨床上是可行的。
臍帶血是胎兒娩出、臍帶結(jié)扎并離斷后殘留在胎盤和臍帶中的血液。臍帶血中含有可以重建人體造血和免疫系統(tǒng)的造血干細(xì)胞。那么我們是否可以使用臍帶血中的造血干細(xì)胞進(jìn)行基因編輯,再進(jìn)行移植使用?
這樣的話,原本存在基因問題的孩子的臍帶血,可以通過基因編輯將基因缺陷剔除,然后再進(jìn)行移植。同時由于是自體臍帶血移植,不存在排異反應(yīng),治療效果也會更好。對患者來說無疑是一件值得期待的好事。
廣州市婦女兒童醫(yī)療中心血液腫瘤科博士,主任醫(yī)師江華教授的團(tuán)隊在臍帶血治療遺傳代謝性疾病、免疫缺陷疾病方面做了很多嘗試,并取得非常好的治療效果。同時,利用現(xiàn)代的誘導(dǎo)多能干細(xì)胞技術(shù)及基因編輯技術(shù),臍帶血在治療神經(jīng)系統(tǒng)損傷等方面也將發(fā)揮非常重要的作用。
他呼吁,臍帶血中的干細(xì)胞很多,有遺傳代謝病的家庭也應(yīng)該保存臍帶血。在未來,基于基因修復(fù),和臍帶血干細(xì)胞的擴(kuò)增技術(shù),無論是成人還是兒童患者,都可能通過臍帶血而受益。臍帶血未來的前景廣闊!我們應(yīng)該用未來的眼光去思考,正視醫(yī)學(xué)的進(jìn)步,使現(xiàn)代醫(yī)學(xué)技術(shù)真正造福于人類。
隨著造血干細(xì)胞研究的進(jìn)展,以及基因編輯技術(shù)和遞送效率的提高,我們有理由相信,新一代的基因編輯技術(shù)一定能夠發(fā)揮更大的作用。
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