發(fā)布日期：2017-11-22

日前，《科學(xué)》在線報道了美國實(shí)施的第一例人體基因改造治療——向血液內(nèi)注入基因編輯工具，改變一個成年人的基因，進(jìn)而治療疾病。

此次治療的亨特氏綜合征是由基因缺陷引起——人體內(nèi)一個名為艾杜糖-2硫酸酯酶（iduronate-2-sulfatase，IDS）的基因無法正確編碼IDS酶，沒有IDS酶分解有毒碳水化合物，人體內(nèi)會積聚有毒代謝物，出現(xiàn)面癱、皰疹、腦脊液等癥狀。

與之前已經(jīng)通過批準(zhǔn)的一些生物治療方法不同，這次的基因編輯過程直接在人體內(nèi)完成。

無法直接操控、也沒有“遙控”，“事發(fā)現(xiàn)場”直接轉(zhuǎn)移到“夠不著”的體內(nèi)，研究者是如何確?；蚓庉嬙趶?fù)雜的人體內(nèi)有效、安全、準(zhǔn)確地進(jìn)行呢？

注射入人體的是什么

“這還只是個人體試驗(yàn)，”國家“千人計劃”創(chuàng)業(yè)人才、生物學(xué)者楊光華接受采訪時，提醒科技日報記者說，試驗(yàn)和之前FDA批準(zhǔn)的CAR-T療法處于不同的階段，效果、安全性還都不得而知，要在這個基礎(chǔ)上看待人體內(nèi)的基因編輯。

“試驗(yàn)中用到的鋅指核糖核酸酶（ZFN）基因編輯技術(shù)專利之前是由Sangamo生物技術(shù)公司壟斷的。”一位不愿意透露姓名的基因編輯領(lǐng)域研究人員認(rèn)為，這個試驗(yàn)有一定的公司噱頭的味道，對其價值應(yīng)客觀看待。

“注射物里包含著被‘改造’的病毒。病毒的任務(wù)有三：為IDS基因領(lǐng)對路，準(zhǔn)確帶進(jìn)肝臟細(xì)胞；編碼ZFN酶，在特異位點(diǎn)準(zhǔn)確剪斷基因組；讓IDS基因像‘拼圖的最后一塊’一樣拼進(jìn)基因組。”楊光華說。

因?yàn)橛腥厝蝿?wù)，所以對這個病毒必須進(jìn)行一定的改造，楊光華介紹：“為了領(lǐng)對路，病毒外殼上的蛋白殼粒要有能夠特異結(jié)合肝臟細(xì)胞的特殊受體，這是對它外殼的改造；后兩個功能是對病毒內(nèi)部DNA的改造，插入能夠啟動的ZFN基因以及缺失的IDS基因。”

將基因帶入人體，除了病毒載體，還可使用非病毒載體。“例如使用納米分子包裹基因或藥物，進(jìn)入到定向組織之后，釋放這些藥物。”楊光華說，“此外，PEI（一種陽離子聚合物細(xì)胞轉(zhuǎn)染液）技術(shù)等都是非病毒的轉(zhuǎn)染系統(tǒng)。非病毒能夠‘指哪打哪’，但感染性比病毒載體弱一些。”

為什么是ZFN，不是CRISPR？

第三代基因編輯技術(shù)CRISPR近年來應(yīng)用廣泛，“它是RNA指導(dǎo)的剪切，先由RNA識別特異序列再通知蛋白酶來剪切，還從沒用在人體內(nèi)的基因編輯。”楊光華說，“整合位點(diǎn)精確性上稍差一些。”

“多個鋅指蛋白可以串聯(lián)起來形成一個鋅指蛋白組，識別一段特異的堿基序列，具有較強(qiáng)的特異性，不易脫靶。”清華大學(xué)國家實(shí)驗(yàn)室生物信息學(xué)部特別研究員謝震說，“而第三代技術(shù)目前還需要更多的安全性驗(yàn)證，以確認(rèn)是否能夠用于臨床治療。”

“ZFN技術(shù)是蛋白質(zhì)指導(dǎo)的剪切，效率比較高。”楊光華說，“輸入的基因編輯工具對于人體來說，滄海一粟，剪切效率高的基因編輯技術(shù)成功率更高。”

此外，試驗(yàn)的實(shí)施公司Sangamo對這一編輯技術(shù)研究多年，在安全性和操控性上有自己的優(yōu)勢和技術(shù)儲備。

用于臨床安全嗎

至于免疫過激問題，謝震表示，目前常用的腺相關(guān)病毒的免疫原性比較低，低劑量基本不會引起人體過激反應(yīng)，病毒DNA整合到人類基因組里的幾率也比較小，是合適的基因編輯工具遞送載體。“我們很高興能看到這個案例，也相信未來會有更多基因編輯技術(shù)用于臨床。”謝震說。

“在美國，對于無法治療的重癥，申請方提供大量動物和臨床前的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，確保技術(shù)安全性，就容易被FDA批準(zhǔn)進(jìn)行人體的試驗(yàn)研究，尤其是對于比較新的基因及細(xì)胞治療等技術(shù)而言。”楊光華說。

來源：科技日報