近日，一例患兒創(chuàng)造了歷史，他成為第一個(gè)接受定制化體內(nèi)CRISPR基因編輯療法治療的患者。
患兒名為KJ，去年8月初出生時(shí)即被診斷為氨基甲酰磷酸合成酶1（CPS1）缺乏癥，這是一種罕見的常染色體隱性遺傳代謝疾病。CPS1基因突變導(dǎo)致患者無法正常代謝蛋白質(zhì)分解產(chǎn)生的含氮廢物（如氨），從而引發(fā)高血氨癥，嚴(yán)重?fù)p害大腦功能。早發(fā)型的CPS1缺乏癥病死率極高，病情進(jìn)展迅速。
此類患者需依賴嚴(yán)格的低蛋白飲食、氮清除劑及可能的肝移植，但肝移植等待時(shí)間長(zhǎng)、風(fēng)險(xiǎn)高，且無法根治。
而基因治療扭轉(zhuǎn)了這一命運(yùn)。KJ現(xiàn)在已經(jīng)10個(gè)月大，已能獨(dú)坐、揮手、翻身，他即將首次回家與三個(gè)哥哥姐姐團(tuán)聚。
這是全球首例針對(duì)個(gè)體患者特定基因突變定制的CRISPR療法，從基因測(cè)序、療法設(shè)計(jì)到臨床審批僅耗時(shí)6個(gè)月，相關(guān)成果最近發(fā)表在了NEJM上。
明星班底提供定制基因編輯治療
實(shí)際上，KJ出生不到48小時(shí)就已經(jīng)出現(xiàn)了嗜睡、呼吸窘迫，血氨>1000 μmol/L（正常9-33 μmol/L）等癥狀。好在醫(yī)生及時(shí)認(rèn)出了該疾病。
母親Nicole Muldoon坦言：“若非醫(yī)生及時(shí)識(shí)別異常，他可能活不過第五天?！?/p>
標(biāo)準(zhǔn)處理顯然治標(biāo)不治本，患者的狀況在與事件賽跑，在這種情況下，負(fù)責(zé)患兒的醫(yī)生費(fèi)城兒童醫(yī)院（CHOP）代謝病專家Rebecca Ahrens-Nicklas幾天后聯(lián)系了基因治療先驅(qū)Kiran Musunuru（Verve Therapeutics聯(lián)合創(chuàng)始人）尋求幫助。
在這一背景下，一個(gè)跨學(xué)科，跨越多家技術(shù)公司的團(tuán)隊(duì)成立了。
此次研究由NIH直接資助，Acuitas Therapeutics提供LNP技術(shù)、Integrated DNA Technologies提供gRNA合成、Aldevron負(fù)責(zé)mRNA生產(chǎn)。
時(shí)間確實(shí)不等人。
患兒經(jīng)連續(xù)腎臟替代治療（CRRT）穩(wěn)定后，依賴氮清除劑（苯丁酸甘油酯）、瓜氨酸補(bǔ)充及維持嚴(yán)格低蛋白飲食來穩(wěn)定病情。
通過標(biāo)準(zhǔn)治療，患兒在出生50-100天后經(jīng)歷短暫的穩(wěn)定期，然而此后，血氨與谷氨酰胺水平再次升高，需進(jìn)一步限制蛋白質(zhì)攝入并增加藥物劑量，這使得患兒最終在5月齡被列入肝移植名單。
留給團(tuán)隊(duì)的時(shí)間不多了。
治療與研究歷程
盡管KJ攜帶Q335X（父源）與E714X（母源）雙突變，研究團(tuán)隊(duì)聚焦于其中更為關(guān)鍵的Q335X，修復(fù)Q335X突變后代謝獲益更加明顯。
由于無法直接獲得患兒肝細(xì)胞，研究團(tuán)隊(duì)使用HuH-7細(xì)胞系構(gòu)建攜帶CPS1 Q335X突變的體外模型，通過慢病毒載體將突變序列插入基因組，篩選最優(yōu)堿基編輯器。
研究人員從多種腺嘌呤堿基編輯器（ABE）中選定NGC-ABE8e-V106W，其能夠引導(dǎo)RNA（gRNA“kayjayguran”）靶向Q335X突變的第8位腺嘌呤，雖存在鄰近腺嘌呤的“旁觀者編輯”，但均為同義突變（同義突變不會(huì)改變蛋白質(zhì)序列）。遞送系統(tǒng)則采用的LNP-mRNA技術(shù)。
研究人員隨后在小鼠和非人靈長(zhǎng)類（食蟹猴）中進(jìn)行了安全性及有效性驗(yàn)證。堿基編輯效率最高達(dá)實(shí)現(xiàn)了42%肝細(xì)胞修復(fù)。食蟹猴單劑量毒性試驗(yàn)顯示，1.5 mg/kg RNA劑量的脂質(zhì)納米顆粒（LNP）僅引起短暫肝酶升高（ALT/AST），無其他毒性，支持人體低劑量（0.1 mg/kg）的安全性。
在隨后的IND審查中，研究直接通過FDA的單患者擴(kuò)大使用IND（研究性新藥）申請(qǐng)獲批，從提交到批準(zhǔn)僅1周。
而倫理審查由CHOP機(jī)構(gòu)審查委員會(huì)（IRB）通過替代程序加速完成，患兒父母簽署書面知情同意。
具體注輸方式采用了“低劑量啟動(dòng)”+“逐級(jí)遞增”的模式。
在出生后第208天（也就是患兒被列入肝移植名單一個(gè)月后），患兒接受了首次注輸，首次注輸聯(lián)合了免疫抑制劑（西羅莫司和他克莫司）來預(yù)防針對(duì)CPS1蛋白的免疫反應(yīng)。治療后蛋白質(zhì)耐受性改善，但未能完全停用氮清除劑。
圖：患兒第一次輸液后的照片 來源：CHOP
22天后的第二次注輸，注輸劑量提升，患兒血氨中位數(shù)從首次治療前的23 μmol/L降至13 μmol/L，患兒尿乳清酸水平升至正常上限，這表明患兒CPS1功能已經(jīng)得到部分恢復(fù)?；純航?jīng)歷兩次病毒感染仍保持?jǐn)?shù)值穩(wěn)定，無需中斷蛋白質(zhì)攝入。
第三次注輸后，鞏固療效，最終使血氨穩(wěn)定在近正常水平。
目前患兒的隨訪僅7周，還需長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)編輯效率是否隨肝細(xì)胞再生下降，以及是否需要補(bǔ)充劑量。另外患兒的母源突變是否會(huì)對(duì)患兒狀況造成影響也值得關(guān)注。
總結(jié)
KJ案例不僅代表了體內(nèi)基因編輯技術(shù)突破，更是監(jiān)管創(chuàng)新與多學(xué)科協(xié)作的典范。從構(gòu)建替代細(xì)胞模型、優(yōu)化堿基編輯器到加速審批，團(tuán)隊(duì)在極短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)“個(gè)體化療法從設(shè)計(jì)到臨床”的全流程驗(yàn)證。盡管長(zhǎng)期安全性和可推廣性還需要研究（此次個(gè)體案例花費(fèi)超過100萬美元），此案例為罕見病基因治療提供了可復(fù)制的范式。
參考來源：
doi: 10.1056/NEJMoa2504747
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