通過修改基因實現“罕見病”的終身治愈。昨日晚間,我國基因編輯領域再次迎來里程碑式進展。
當地時間4月8日,頂刊《自然》發布“β-地中海貧血”堿基編輯療法CS-101注射液臨床試驗結果,5名原本需要定期終身輸血的患者,經治療后徹底達到臨床治愈,回歸正常生活。
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CS-101注射液由正序生物開發,是全球首個治愈血紅蛋白病的堿基編輯療法。此次正序生物聯合廣西醫科大學第一附屬醫院、上海科技大學、復旦大學、上海臨床研究中心發表的關于CS-101注射液的臨床研究成果展現出優異療效。
《自然》審稿人對此評價稱,在相關領域,CS-101注射液為全球治療β-地中海貧血設定了“新高水位”(new high-water mark)。
“這一結果令人無比振奮,它意味著無論是基礎研究還是臨床應用,我國都已經迎來了飛躍式發展。”試驗主要研究者(PI)、廣西醫科大學第一附屬醫院血液科主任賴永榕教授對“醫學界”表示。
據了解,這是《自然》創刊以來,首次發布中國基因編輯藥物的臨床試驗結果。CS-101主要發明者、上海科技大學生命學院基因編輯中心主任陳佳教授告訴“醫學界”,目前,團隊正在全力推進下一階段研發,力爭沖擊全球首個堿基編輯上市藥物,治愈更多的β-血紅蛋白病患者。
輸血十余 年后,他被治愈了
堿基編輯,簡單而言就是通過精準且永久性地修改DNA中的單個堿基,校正單基因致病性突變,目的是一次性實現疾病徹底治愈,是攻克單基因突變遺傳性疾病最具前景的方向。
正序生物CEO牟曉盾博士告訴“醫學界”,包括β-地中海貧血(下簡稱β-地貧)、鐮刀型細胞貧血病在內的血紅蛋白病,是全球最普遍的單基因遺傳病。“因此我們將其視作重點的科研攻關方向。”
相關統計數據顯示,全世界每年約有40萬名嬰兒罹患血紅蛋白病。在我國,β-地貧基因突變攜帶者約有3000萬人,其中重型和中間型地貧患者約為30萬人。
廣西醫科大學第一附屬醫院血液科主任賴永榕教授告訴“醫學界”,由于基因缺陷無法生成正常的血紅蛋白,重型β-地貧患者在出生三至六個月后會出現貧血,需要終身、每月接受輸血治療,否則一般活不過10歲。
“此前,唯一根治β-地貧的方式是造血干細胞移植,但這一般只適用于16歲以下的患者,同時還存在移植相關的并發癥風險。”賴永榕說。
多年來,學界一直試圖從基因層面,找到一個更兼具普適性、療效和安全性的治療方式。而在全球相關基因療法的研發中,隨著此次《自然》發布臨床數據,CS-101無疑成了一個全新里程碑。
結果顯示,5名β-地貧患者在接受治療后,造血功能快速重建,總血紅蛋白和胎兒血紅蛋白水平迅速提升且持續高水平表達,患者很快擺脫了輸血依賴。
王文(化名)是首位參加CS-101臨床試驗的患者。
從兩歲起,王文每月都要接受輸血治療。直到2023年,賴永榕團隊提取了他的造血干細胞,在正序生物的實驗室里,科學家進一步對造血干細胞進行了編輯,激活了能制造功能正常胎兒血紅蛋白的基因。
2023年10月底,當這些經編輯的干細胞回輸到王文體內后,奇跡發生了。治療后14天,王文停止了輸血,治療后3個月,他的胎兒血紅蛋白濃度穩定至125 g/l以上,完全達到健康標準。
截至目前,王文已經徹底擺脫輸血超過28個月。他即將大學畢業,找到了一份實習工作,王文的家人表示,“這將他們的家庭從一個‘絕望的深淵’中解救了出來”。
近幾年里,還有近20名患者陸續接受了CS-101治療,他們也都和王文一樣,如今再也不需要擔心貧血,實現了臨床治愈。
“長期以來,終身輸血聯合去鐵治療,都給患者和家庭帶來了沉重的經濟與身心負擔。如今我們興奮地看到,基因治療提供了一次性治愈的可能,這是幾十年來我們夢寐以求的。”賴永榕說。
新一代基因編輯工具
每個人出生時,身體里存在的是胎兒血紅蛋白(HbF)。但不久后,它會逐漸減少至極低水平,取而代之的是成人血紅蛋白(HbA)合成增加,用于高效地向全身組織輸送氧氣。
但對β-地貧患兒而言,他們的成人血紅蛋白合成嚴重不足或完全缺失。“這種情況下,我們希望能通過堿基編輯,把胎兒血紅蛋白重新利用起來。”陳佳教授告訴“醫學界”。
堿基編輯,又被稱作“下一代基因編輯技術”,相比需要完全剪斷、修改DNA雙鏈的基因編輯,堿基編輯能在確保DNA完整性的同時,精準實現單個堿基的校正。
這就是CS-101的工作原理,它修改了γ-珠蛋白編碼基因中的兩個堿基,讓它可以被重新激活,與α-珠蛋白形成胎兒血紅蛋白,從而替代成人血紅蛋白發揮作用。
雖然邏輯看似簡單,但陳佳告訴“醫學界”,自2016年起,他就在上海科技大學啟動研發工作,接連開發了幾款堿基編輯工具。“前幾款編輯器遇到的問題和全球不少實驗室相似,很難兼顧靶向效率和脫靶風險。”
編輯堿基需要依賴脫氨酶,陳佳解釋道:“最早,我們是對脫氨酶進行工程化改造,降低它的活性,減少脫靶風險,保證安全性,但問題是療效也隨之降低。”
轉機出現在2019年,陳佳實驗室偶然發現了一種天然存在的脫氨酶抑制劑,它能把酶的活性抑制到很低的范圍內。進一步,他和團隊又在這種抑制劑和脫氨酶間添加了一個特異性的“切割位點”,創造出“tBE變形式堿基編輯系統”。
在β-地貧患者體內,tBE的編輯功能只有碰到“目標基因”才會被激活,否則就會處于“失活狀態”,這徹底保證了編輯精準性和效率。2022年,tBE獲美國專利商標局的專利授權,成為中國首個獲得海外專利授權的自研底層平臺性堿基編輯工具,此后又獲得十幾個國家和地區的專利授權。
CS-101正是基于tBE開發而成。根據此次發表于《自然》的研究結果,接受治療的5例重度β-地中海貧血患者,在平均16天和25天內就實現了中性粒細胞和血小板植入,這意味著他們迅速實現了造血重建。
治療后不到一個月(平均16天),所有患者都擺脫了輸血依賴。3個月時,他們的胎兒血紅蛋白濃度上升至平均115 g/L,總血紅蛋白平均124 g/L,15個月后進一步維持在平均129 g/L和134 g/L。
截至2025年11月,所有患者均擺脫輸血依賴,實現治愈均達1年以上,無一例復發。安全性方面,在中位隨訪的23個月內,堿基編輯效率始終保持穩定,未檢測到脫靶編輯,也未出現任何產品相關的不良事件。
“這是一個令人振奮的結果。”陳佳對“醫學界”表示,“無論是‘起效時間’,還是血紅蛋白的最終水平,從目前的數據來看,都顯著優于國際上相似技術路徑的其他產品,有望成為治療β-血紅蛋白病全球Best-in-Class基因編輯藥物。”
據了解,目前CS-101正在全力推進針對β-地貧的IND臨床試驗和最終上市的進程。
極具想象力的“終身治愈”
賴永榕認為,若該療法最終得到徹底證實并推向臨床,其意義將是“革命性”的。
賴永榕所在的廣西醫科大學第一附屬醫院干細胞移植中心,是全國最大的地貧移植中心之一,目前已累計為超1200位患者完成了骨髓移植。
“在我們中心,地貧患者的骨髓移植成功已接近90%,但仍有10%的風險。”賴永榕介紹,骨髓存在配型成功率低、移植物排斥、移植物抗宿主病以及移植相關死亡風險,對于更廣泛的患者群體,其臨床應用仍面臨諸多挑戰。
“基因編輯的發展,可能就此改變β-地貧的治療格局,尤其是對于16歲以上,一直沒能等到移植機會的中間型和重型患者,它提供了一種更為便捷,且能徹底擺脫疾病困擾的方式。”賴永榕說。
值得一提的是,不僅僅是β-血紅蛋白病等常見遺傳病,牟曉盾告訴“醫學界”,基因編輯療法在如代謝類疾病、心血管疾病等更大范圍的疾病領域,也都有著極具想象力的“終身治愈”前景。
正序生物也在推進慢病治療領域的研發。去年12月,團隊與安徽醫科大學第一附屬醫院合作,利用 tBE堿基編輯工具,治療了一位重度高甘油三酯(TG)血癥患者,最低劑量給藥僅三天內,患者的空腹TG水平就顯著下降。
著名生物信息學家、中國科學院院士陳潤生曾對“醫學界”表示,在基因編輯領域,我國一直在基礎研究和轉化上不斷探索,無論是基因編輯總體系統的設計,還是具體工作的蛋白應用到不同病種,都存在原始創新的機會。
而回到β-地貧,賴永榕告訴“醫學界”,造血干細胞移植迄今已有40多年臨床實踐,其作為β-地貧一線根治療法的地位,短期內暫時無法撼動。
“基因編輯療法彌補了造血干細胞移植在臨床治療中的缺口,但這類技術的應用畢竟也只有不到5年,它的長期有效性和安全性,即再過幾年,患者的造血干細胞功能會不會降下來,是否還有一些沒被發現的副反應,還需要通過長期的隨訪觀察去佐證和研究。”
“隨著研究的不斷推進,我們希望能得到更多積極的反饋。”賴永榕說。
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