全球基因治疗概览

2017年美国接连批准了三项基因治疗的上市，国内也不遑多让，已有5家企业的申报获得受理，另有一些企业也在积极布局CAR-T免疫疗法。

自1989年首例基因治疗方案获得授权至今，全球备案的基因治疗临床试验到今天已达3578项，试验遍布五大洲，跨越38个国家，64.9%的试验在美洲（2012的65.1%），欧洲有23.2%（28.3%在2012），亚洲达到6.5%（从2012的3.4%）。

全球各大洲基因治疗临床试验分布

全球各国基因治疗临床试验分布

CAR-T细胞

基因治疗最受关注的当属利用CAR-T细胞靶向肿瘤相关细胞表面抗原的免疫治疗。自2011年报道的一例患者在接受转导了能表达B细胞特异性抗原CD19的自体T细胞输注后达到完全缓解后，已有数百名患者接受了CAR-T 19治疗，其中白血病或淋巴瘤尤其急性淋巴白血病患者达到了前所未有的缓解率。2017年5月，首个接受CAR-T细胞治疗的儿科患者Emily Whitehead 已经5年没有复发。首个CAR-T细胞产品-Kymriah也在2017年获FDA批准上市。  

Cellectis正致力用TALEN技术编辑健康人来源的T细胞嵌合抗原受体（CAR），以利用健康人的血液获得“现成”的免疫疗法产品。但在出现受试者死亡后，于2017年9月被叫停。患者死因指向治疗靶点CD123的选择。尽管该研发仍然处于不确定状态，但利用健康人血开发“通用”的肿瘤免疫疗法对于免疫力低下而无法在自身血液中获得足够的T淋巴细胞的肿瘤患者而言仍是重要的发展方向。

如今，美国已将CAR-T疗法纳入医保， Kymriah也获批第二个适应症——复发或难治性大B细胞淋巴瘤。好消息不断传来，Cell杂志报道的SUPRA CAR-T将T细胞从系统的靶点感知部分分离了出来，使系统拥有了切换靶点的能力。这一系统的出现有望提供更安全有效的治疗。

用于基因治疗的载体

非病毒载体

在囊性纤维化的治疗中，非病毒的基因治疗能改善肺功能的概念已在一个临床IIB期试验中得到验证。该试验中，78例患者接受阳离子脂质体包裹的编码CFTR cDNA的质粒DNA的转导。尽管收效甚微且仅在个别受试者身上起效，这一试验证明了其安全性并为未来的改进打下了基础。  

γ-逆转录病毒与慢病毒载体

针对免疫缺陷的临床试验显示了显著的临床效果，超过150例合并缺陷患者接受了γ-逆转录病毒和基于慢病毒的基因转移治疗。超过40例腺苷脱氨酶缺乏症（ADA-SCID）患者接受治疗后存活率超70%。2016年，Struimviv公司的米兰试验获欧洲市场授权局（EMA）的市场批准，代表第一个靶向干细胞的基因治疗体外方案在欧洲获批。

使用慢病毒治疗ADA-SCID的临床试验逐渐增多，也有报道使用慢病毒治疗原发性免疫缺陷如X连锁重症免疫缺陷（X1-SCID）和Wiskott-Aldrich，并显示出相对γ-逆转录病毒载体更好的安全性。 

慢病毒载体在靶向造血干细胞治疗遗传性神经疾病ALD和异染性白质营养不良中的应用效果良好，类似的方法也被用于治疗包括镰状细胞病的血红蛋白病。一项试验中，治疗后15个月，镰状球蛋白β抗体的水平约为β球蛋白的一半，疾病表征也得到纠正。β地中海贫血的基因治疗也令人充满希望。2018年4月19日新英格兰医学杂志发表了哈佛医学院Leboulch等研究组用BB305载体转导的自体CD34 +细胞的基因治疗减少或消除了对22名患有严重β地中海贫血的患者长期红细胞输血的需要。目前关于地中海贫血的基因治疗还有Meorial Solan Kattering医院主导的临床试验，使用相对温和的清髓预处理方法，并获得了相似的满意结果，而国内的地中海贫血基因治疗试验正在广州南方医院进行。

AAV载体

基于腺相关病毒（AAV）载体的治疗试验也有令人印象深刻的结果。在这些试验中值得关注的包括α-1抗胰蛋白酶缺乏症、血友病A和B以及眼科疾病的基因治疗。用于治疗脂蛋白脂酶缺乏症的AAV载体在2012年获得EMA批准后已被uniQure公司市场化为Glybera。而美国第一个基于AAV的基因治疗产品voretigene neparvovec被Spark命名为Luxturna，该产品将人视网膜色素上皮特异性蛋白65 kDa（RPE65）cDNA递送到双眼视网膜下间隙治疗视网膜营养不良。2017年10月19日，FDA授予了Luxturna正式批文。

基因治疗临床试验中常用的载体

截至2017年底，基因治疗临床试验大部分处于I期或I/II期，占所有基因治疗试验的77.7%。II期试验占总试验的17.1%，II／III期和III期仅占全部试验的4.8%。

绝大多数（76.1%）的基因治疗临床试验着力于解决癌症（65%）和遗传性单基因疾病（11.1%），后者在基因治疗方面取得了迄今为止最大的成就。尽管针对心血管疾病的试验自2004以来就超过了单基因疾病的试验，但在最常见的适应症（6.9%）中仅排名第四，这是由于针对传染病的试验数量的增加（7%）。

基因治疗临床试验的适应症分布

肿瘤的基因治疗

迄今为止，大多数基因治疗的临床试验都是针对癌症的治疗。从插入肿瘤抑制基因，免疫治疗到溶瘤病毒治疗和基因导向的酶促药物治疗，一系列的策略已被应用于治疗癌症。

p53基因是迄今为止最常被转移的肿瘤抑制基因，也有一些临床试验结合了p53的基因转移与化疗或放疗。癌症的免疫治疗旨在增强肿瘤宿主体内肿瘤抗原的正常弱的和/或细胞反应。不同的策略包括用表达免疫刺激分子的肿瘤细胞接种，用编码肿瘤抗原的重组病毒载体接种疫苗，用宿主细胞接种疫苗，工程细胞表达肿瘤抗原或肿瘤衍生的RNA，裸DNA疫苗和肿瘤内注射编码细胞因子或主要组织相容性分子的载体。溶瘤病毒治疗利用特异性病毒肿瘤细胞中的靶向和复制，导致细胞裂解，从而杀死感染的肿瘤。溶瘤病毒的作用还可以刺激抗肿瘤免疫应答，并在某些情况下，这些病毒被改造为编码免疫刺激细胞因子以增强这种能力。

单基因遗传病的基因治疗

基因治疗治疗单基因疾病是通过将功能基因稳定地转移到分裂的干细胞中来纠正紊乱，并确保校正的持久性，现在已经列出了一套单基因疾病的靶向。并已经确定了287个遗传性单基因病的临床试验，其中16.3%针对的是原发性免疫缺陷病。这是一组疾病，基因疗法在临床上显示了持久、明确的疗效。囊性纤维化是欧洲和美国最常见的遗传性缩短的遗传病，也是基因治疗临床试验中第二常见的适应症（12.5%）。囊性纤维化患者的平均预期寿命不到40年，使得这种疾病成为基因治疗的首要目标。

心血管疾病的基因治疗

心血管基因治疗是基因治疗的第四个最流行的应用，占整体临床试验数量的6.9%。基因治疗将为治疗血管生成、心肌保护、再生和修复、预防血管成形术后再狭窄、防止旁路移植失败和风险因素管理提供新的途径。迄今为止，大多数心血管基因治疗试验已经解决了治疗性血管生成的问题，以增加血液流向缺血组织。冠状动脉疾病导致的心肌缺血和外周动脉疾病导致的下肢缺血，作为两种主要类型的缺血性疾病，在研的临床试验数目基本相同。成纤维细胞生长因子和血管内皮生长因子家族已被广泛应用，少数试验使用了血小板衍生生长因子以治疗糖尿病微血管疾病引起的足部溃疡。在13个试验中了使用低氧诱导因子作为刺激血管生成的触发因子。

其它疾病的基因治疗

针对传染性疾病，已有182例临床试验，占总试验数目的7.0%。HIV感染是这一类别的主要目标（69.2%），但针对乙型肝炎和丙型肝炎的试验（11%，20试验），疟疾（7.1%，13试验），爱泼斯坦-巴尔病毒和巨细胞病毒病（5试验），儿科呼吸道感染（5试验），肺结核（3试验），呼吸道合胞病毒（3试验）、流感（2试验）、腺病毒感染（2试验）和破伤风梭菌感染（1试验）。神经系统疾病也被基因治疗靶向治疗，有47个登记的I期、I/II和II期试验，针对各种疾病如肌萎缩侧索硬化、多发性硬化、异染性白质营养不良和ALD、粘多糖症IIA和IIIB，神经系统并发症、糖尿病、阿尔茨海默病和帕金森病。基因治疗的炎症性疾病包括类风湿性关节炎、炎性和变性性（骨性）关节炎和溃疡性结肠炎。最后，对于其他疾病，包括慢性肾脏疾病、消除移植物抗宿主病、花生过敏和骨折等，都有少量或单次试验。

人类基因治疗试验中使用了大量的基因类型，抗原、细胞因子、肿瘤抑制因子和自杀酶最频繁转移的基因类型。这些类别占47.5%的试验，但应该注意到，病原体特异性抗原也被应用于疫苗开发。7.0%的试验转移的是生长因子的基因，这些试验主要针对心血管疾病。8.5%的试验中使用的是缺失的基因，而11.6%的试验中使用的是受体基因，这也是癌症基因治疗中最常使用的基因。标记基因在2.1%的试验中被转移，而3.7%的试验使用复制抑制剂来靶向HIV感染。在2%的试验中，转移的是溶瘤病毒（而不是特异性治疗基因）目在于破坏癌细胞。为了阻断靶基因的表达，1.1%的试验涉及反义或短干扰RNA的转移。

基因治疗临床试验中涉及的基因类型

2012年以来，更多关注集中在基因编辑和目标基因重组，反义寡核苷酸诱导外显子跳跃以及RNA干扰。虽然这些方法通常不足以进行人类疾病的基因治疗，但使用寡核苷酸诱导的外显子跳跃治疗假肥大型肌营养不良症（DMD）和关于SMA治疗的典型案例已见报道。2016，FDA批准了两种剪接调节寡核苷酸用于治疗神经肌肉疾病。第一个是Eteplirsen (Sarepta Therapeutics)，用磷酰二胺吗啉反义寡核苷酸治疗DMD。而用于治疗SMA患者的nusinersen 则在提出新药申请后3个月就被接收。

基因编辑技术近二十年来快速发展，已被应用于治疗HIV-193和转录激活因子样效应核酸酶的临床试验中。最近，一种用于细菌免疫系的规则相间的短回文重复基因簇相关cas9（CRISPR/CAS9）核酸酶显著提高了基因组编辑的效率。2016年10月28日，四川大学卢铀团队将CRISPR/Cas9改造的T细胞输入病人体内以治疗转移性肺癌（试验号NCT02793856），国内还有另外7个针对实体瘤的临床试验计划进行。此外，SangaMo疗法也开始使用锌指核酸酶将序列导入白蛋白位点治疗粘多糖沉积症和血友病B（试验号分别为：NCT03041324, NCT02702115 和 NCT02695160）。 

数据的公开可用性政策从美国的完全透明到欧洲和亚洲国家的不同程度的保密，不同监管机构所在的国家和地区差别很大。有些国家拥有可搜索的数据库，可作为基因治疗临床试验的资料来源。

基因治疗临床试验主要数据库

目前，许多潜在的表型和病理生理过程可能符合这种令人兴奋的治疗方法但超出了现有技术的范围。获得有效基因传递的能力曾经被描述为“基因治疗的致命弱点”，尽管技术有了很大进步，但改造足够多的细胞以获得治疗效益仍然限制了从临床前模型到临床甚至临床标准护理的过程。

基因治疗的全球进展从根本上取决于深厚的基础和完善的临床前研究，再加上反复的人类临床试验。不需要的宿主-载体相互作用，如针对载体和编码的转基因产物的免疫应答，也必须被更好地理解和避免。防止细胞介导的基因校正细胞被破坏的替代策略包括调节免疫系统，使用工程载体来逃避衣壳特异性免疫应答或短暂免疫抑制。后者已成功用于血友病B的临床试验中，以限制肝细胞毒性并保持转基因因子Ⅸ的表达，尤其是在治疗早期。

资料来源：

Ginn S L, Alexander I E, Edelstein M L, et al. Gene therapy clinical trials worldwide to 2012 – an update[J]. Journal of Gene Medicine, 2013, 15(2):65.