是由于偶然的机会,我进入了基因治疗领域,更确切地说,是基于aav的视网膜基因治疗。那是2001年,我开始了一份技术员的工作,在一个使用腺相关病毒载体188完整比分直播治疗遗传性视网膜退行性疾病色素性视网膜炎我很快就对这种新兴技术及其治疗某些遗传疾病的潜力着迷了。
我当时并不知道,基因治疗已经从两年前的恩典中跌落下来了Jesse Gelsinger在一项以腺病毒为基础的基因治疗临床试验中,出现了严重的错误。它让整个领域嘎然而止,直到20年后的今天,它终于回到了聚光灯下。2017年12月19日,FDA批准Luxturna™首个用于治疗罕见遗传性眼病莱伯氏先天性黑蒙的基因疗法。这是我、科学家、医生和患者所希望的基因(和细胞)疗法的第一次临床成功。
人们可能会问,为什么FDA批准的首个基于aav的基因疗法是针对一种罕见的眼病,而不是另一种更普遍或威胁生命的基因疾病(囊性纤维化、血友病、肌肉萎缩症)?
AAV基因治疗开始于90年代中期有很多工作和一些运气
作为该领域的先驱,琼·班尼特博士在25年前完成了她的眼科博士学位和医学培训后,就开始研究如何通过基因来纠正基因状况。基因疗法还处于起步阶段,但眼睛很早就被确定为理想的治疗对象。这很容易可访问的器官可以是监测方法随着时间的推移。重要的是,它是一个免疫的特权这意味着它可以耐受抗原(如病毒载体)的存在而不触发破坏性的炎症免疫反应。188完整比分直播在当时,腺病毒载体是最常用的基因传递188完整比分直播病毒载体,它们已经被证明可以转导视网膜,但只是暂时的。然而新病毒载188完整比分直播体能够在视网膜细胞中提供长期的基因表达- AAV变得可用。
与此同时,人类遗传学的进步导致了几种基因的鉴定致病基因,包括RPE65基因是一种常染色体隐性的,严重的,儿童期发病的失明形式,叫做利伯氏先天性黑蒙症(LCA)。RPE65基因克隆后不久,一种天然动物模型,RPE65−−/狗患有早期和严重的视力障碍忠实地再现了人类的处境。
幸运之神在合适的时间和地点将所有这些关键因素结合在一起。但它是一个专门的团队的努力和毅力让贝内特博士领导的科学家(宾夕法尼亚大学),导致2001年的开创性的研究显示,AAV-mediated交付RPE65基因恢复视力的狗的LCA模型(兰斯洛特,得到AAV-RPE65治疗的一个狗狗,著名的是访问了国会,以帮助提高人们对基因治疗潜力的认识!)在第一次临床试验开始之前还需要6年的时间,而获得FDA的批准和创造历史还需要10年的时间Luxturna™.
一种更好的眼基因治疗载体:腺相关病毒(AAV)
而其他病毒载体如188完整比分直播腺病毒(副词)和慢病毒(LV)AAV是已知的转导视网膜细胞的载体,它很快成为眼基因治疗的首选载体。
AdV和LV已成功地应用于临床前和临床条件的眼病。然而,AdV由于其免疫原性和瞬时表达而被早期抛弃。LV由于其(随机)整合到基因组中,在分裂和非分裂细胞中长期表达,其巨大的DNA包装能力非常适合较大的转基因。不幸的是,它在视网膜的趋向性有限,主要感染视网膜色素上皮细胞(RPE)。
另一方面,aav在眼内具有广泛的向性。AAV-2是第一个鉴定出的血清型,在Luxturna™中使用,可以有效地转导各种类型的视网膜神经元。如今,自然发生和工程AAV血清型工具箱进一步扩大了AAV特性的范围是可用的。虽然目前只有天然血清型用于临床试验,但各种工程血清型在临床前研究中显示出了巨大的前景,并可能很快进入临床试验。
AAV的安全性非常好,进一步加强了其作为首选矢量的地位在活的有机体内基因治疗。目前尚不清楚它是否会导致人类疾病,在需要全身输送高剂量媒介时,它的低免疫原性至关重要。此外,AAVs不整合宿主基因组,但仍然导致长期(>10年)转基因表达在非分裂细胞中,因为它们保持在细胞核中的偶体形式。
但既然没有什么是完美的,AAV也不是。它的主要限制是其DNA载体的体积小——最多4.8 kb——这意味着大于3 kb的基因不能用这种载体传递。例如,尽管研究人员知道鄂谢尔综合征(一种导致耳聋和失明的疾病)是由MYO7a基因缺陷引起的,但这个约7kb的基因太大,无法通过AAV传递。对偶向量策略正在被优化以克服这一限制,到目前为止成功有限。幸运的是,这种基因可以通过慢病毒载体靶向到RPE细胞,临床试验正在进行中。
推进眼部基因治疗
基于aav的眼部基因疗法令人印象深刻:脉络膜缺乏症、x -连锁视网膜色素变性、色盲和老年性黄斑变性的临床试验正在进行中,其中一些有望追随Luxturna™的步伐。然而,尽管临床前研究取得了令人满意的结果,但由于临床开发的高成本,一些罕见至超罕见眼病的潜在候选药物正在被搁置。因此,Luk Vandenberghe和他在MEEI的同事共同创立了一个非营利性的来帮助推进这些疾病的候选疗法。
在视网膜基因治疗的早期成功的基础上,对血友病、肌肉萎缩症、脊髓肌萎缩症、神经退行性疾病和代谢性疾病等破坏性遗传疾病的临床试验也在不断增加,报告的结果令人鼓舞。
重要的是,大量的基础研究正在进行,以进一步改进这项技术:设计新的衣壳变体,设计表达盒以调节和优化转基因水平,以及大规模制造病毒载体以支持流行疾病的试验,等等。188完整比分直播
CRISPR基于AAV的工具也特别适合与AAV相结合在活的有机体内基因编辑,报告表明第一个结合这些工具的临床研究可能最早在明年开始。
在失宠20年后,基因治疗又回来了,而且更好更安全。它现在是科学中最活跃和最令人兴奋的领域之一。希望这只是基因治疗革命和个性化医疗发展的开始。
参考文献和进一步阅读
3.Acland G. et al., 2001。基因疗法使幼年失明的犬恢复视力。自然遗传学28,92-95。PubMedPMID: 11326284.
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5.Naldini, L。,2015年。基因治疗重回舞台中心。《自然》第526卷,第351页。PubMedPMID: 26469046.
6.《永远的解决方案:基因治疗和拯救男孩》(The Forever Fix: Gene Therapy and The Boy Who Saved)里基·刘易斯写的。ISBN-13: 978 - 1250015778
7.于伟,吴忠,2018。在活的有机体内基于crispr的基因组编辑技术在视网膜中的应用。Front Cell Dev Biol. 2018年5月14日;6:53。审查。PubMedPMID:29868583.公共医学中心PMCID: PMC5960719.
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9.天TP1, Byrne LC, Schaffer DV, Flannery JG, 2014。视网膜基因治疗用AAV载体的研究进展。《医学生物学杂志》2014;801: 687 - 693。doi:10.1007 / 978 - 1 - 4614 - 3209 - 8 - _86.PubMedPMID: 24664759.公共医学中心PMCID: PMC4267879.
10.陈志强,陈志强,陈志强,2014。aav介导的基因治疗的研究和治疗目的。acta verol sinica . 2014 11;1(1):427-51。DOI: 10.1146 / annurev -病毒学- 031413 - 085355。PubMedPMID: 26958729.
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