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国际罕见病日专稿 | 罕见病疗法:治疗方式、进展和面临的挑战(二)

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国际罕日
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【摘要】:
由于文章篇幅较长,全文分三次连载。此篇为连载二。

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由于文章篇幅较长,全文分三次连载。此篇为连载二。

连载一:国际罕见病日专稿 | 罕见病疗法:治疗方式、进展和面临的挑战(一)

 

 

3. 蛋白质替代疗法(Protein replacement therapies)

 

虽然前面章节讨论的 mAb 平台非常适合开发与获得特定蛋白质功能相关的罕见病疗法,但另一种生物平台——蛋白质替代疗法——长期以来一直是治疗与特定蛋白质功能丧失相关的罕见病的基础。一个突出的例子是分别使用凝血因子 VIII 或凝血因子 IX治疗血友病 A 型或血友病 B 型患者。在过去几十年中,该领域出现了实质性创新,从血浆衍生产品进展到重组蛋白,再到具有优越治疗特性的重组工程蛋白,比如聚乙二醇修饰,以及最新的emicizumab。最近已有文章对这些发展进行了全面回顾,因此我们在此集中讨论酶替代疗法(ERT)来说明该平台。

 

由于酶缺失或缺陷引起的疾病可以通过用外源供应的酶替代治疗,外源酶可以从人或动物组织中纯化,也可以通过重组技术生产。系统性递送缺陷酶挽救溶酶体贮积症(Lysosomal storage diseases ,LSDs)患者细胞功能的概念可追溯到 20 世纪 60 年代,但第一个成功开发出来的 ERT 是人 α1-抗胰蛋白酶 (A1AT),用于治疗严重 A1AT 缺乏相关的肺气肿,该 ERT 于 1987 年获得 FDA 批准。

 

到目前为止,大多数ERT开发的焦点是各种 LSDs,这些LSD是由溶酶体中酶缺失、不足或功能故障引起的遗传性疾病,导致其底物的病理性积聚。LSDs 是进行性的,且通常是致命的,其特征为临床表现多样,疾病进展率各不相同,并起病于胎儿期。20 世纪 80 年代,美国国立卫生研究院的 Brady 及其同事通过展示从胎盘中纯化的葡糖脑苷脂酶可用于治疗戈谢病(Gaucher disease),为 ERT 治疗 LSDs 提供了原理证明。纯化的人胎盘葡糖脑苷脂酶由键赞公司进一步开发,并于1991 年成为被 FDA 批准的首个商业化 ERT。出于安全和供应原因,键赞公司之后开发出重组形式的葡糖脑苷脂酶,于 1994 年首次获得 FDA 批准。

 

A.技术总结  

 

用于 ERT 的酶,要么是天然形式的,要么就是与人类酶高度同源的重组蛋白。艾滋病毒/艾滋病的出现以及潜在的供应限制使天然酶的使用变得不那么可取。因此,ERT 中使用的大多数酶都是重组酶,修饰技术可以提供更长的半衰期、更强效的活性、抗降解或靶向特定器官、组织或细胞类型。

 

ERT 通常使用哺乳动物细胞系生产,最常见的是中国仓鼠卵巢 (CHO) 细胞,也会使用改良的人体细胞。原核系统对溶酶体酶的表达无用,因为它们不能进行溶酶体酶稳定性、合成和/或活性所需的翻译后修饰(如 N-连接糖基化和甘露糖磷酸化)。一个例外是 taliglucerase alfa(I型戈谢病的ERT)在悬浮培养的植物(胡萝卜)细胞中生产,因为该ERT不需要对糖苷修饰进行额外处理。与所有重组蛋白治疗药物一样,从生物反应器发酵液中纯化生产的酶是复杂的,需要高度控制以保持最终产品的生物活性并确保足够的产量。此外,生产参数(如生物反应器规模)的变化可导致监管机构认为具有临床意义的最终产品特性差异,例如 α-葡萄糖苷酶(庞贝病的 ERT)。两种规格生物反应器生产的产品已经被FDA以两种不同的商品名批准,而EMA从临床角度认为两种规格生物反应器生产的产品完全相同,故以相同的名称批准。

 

 

 

B.临床试验成功和获批

 

一些 LSDs 的 ERT 的出现使治疗患者和挽救其生命成为可能。重组 ERT 迄今为止已被开发并获批用于治疗全球 11 种不同的 LSDs(10 种获 FDA 批准,9 种获 EMA 批准),包括戈谢病、法布雷病、Hurler综合征(也称为黏多糖贮积症 I 型 (MPS I))、Hunter综合征 (MPS II)、庞贝病、Maroteaux–Lamy 病 (MPS VI)、溶酶体酸性脂肪酶缺乏症(Wolman 病)、贝郭氏病(2 型神经蜡样质脂褐质沉积症)、Morquio A 综合征 (MPS IVA) 和近期 Sly 病 (MPS VII) 和 α-甘露糖苷贮积症。对于某些 LSD,有多个商业化 ERT治疗选择。一些 ERT 正在开发用于其他 LSD,包括 Sanfilippo A 综合征 (MPS IIIA) 和 Sanfilippo B 综合征 (MPS IIIB)。在 LSDs 领域之外,一些 ERT 已被批准,比如 A1AT 强化疗法、使用天然(人和动物)酶治疗腺苷脱氨酶 (ADA) 缺乏相关的严重联合免疫缺陷病 (SCID),重组 ERT 治疗低磷酸酯酶症(美国和欧盟),和苯丙酮尿症(美国)。

 

C.作为罕见病治疗平台的优势和局限性

 

基于20年来使用 ERT 治疗超过 5500 例 1 型戈谢病患者的部分经验,针对ERT平台的使用给出以下要点。

 

首先,如果替代酶能够在疾病早期(即在发生重大不可逆器官损伤之前)以正确的剂量递送到正确的组织和细胞中,ERT 可以非常有效。酶的递送是受体介导的和剂量依赖性的,在戈谢病中,酶表面的甘露糖分子帮助酶进入相关的细胞类型,即巨噬细胞。然而,对于其他 LSDs,如黏多糖病、法布雷病和庞贝病,ERT 被证明更难发挥作用,因为在缺乏或表达低水平甘露糖受体的其他细胞类型中发生了病理性底物积聚。此外,当酶需要被输送到血流系统较少服务的器官或组织时,需要更高剂量。例如,在庞贝病中,骨骼肌细胞的甘露糖受体水平较低,因此需要非常高的酶量 (20-40 mg kg-1) 才能达到有效的治疗效果。此外,静脉注射 ERT 对神经病变亚型的神经系统疾病表现无效,因为酶太大无法穿过血脑屏障。因此,针对一些 LSDs,正在测试鞘内注射ERT至中枢神经系统。

 

其次,ERT安全性良好,仅有极少数患者会发生重大输注反应。然而,超敏反应是一个很难解决的问题,不仅会引起过敏反应,而且由于重组酶抗体的形成,可能会影响治疗的疗效。在器官损伤不可逆的严重患者中,ERT 可能没有任何治疗作用。总体而言,ERT 特异性抗药抗体与 LSDs 的相关性仍然是一个混杂的问题,需要时间和持续的临床随访来解决每种特定疾病和治疗。

 

第三,ERT技术已经很成熟,但仍有局限性,包括重组酶的生产和纯化成本以及为实现新产品生产能力的时间。ERT 剂量(法布雷病、MPS 和戈谢病患者体重每公斤需约 1 mg,庞贝病疗法中每公斤需 20-40 mg)仍将是决定所需生产设施规模的重要因素。

 

展望未来,在 ERT 临床试验中建立相关研究终点越来越重要,同时要了解患者对这些终点的最小临床重要差异。使用亚临床参数而不是临床结果或评估与患者结果相关性仍不清楚的终点可能是不够的。LSDs 在不久的将来很可能仍然是研究的关注点,因为这些罕见的单基因疾病存在超过 70 多种(共影响 1/5000 婴儿),但只有 11 种拥有获批的 ERT。然而,LSDs 的单基因性质和对这些疾病中许多缺陷蛋白功能的详细了解提供出多个治疗介入点,因此一些ERT的替代品正在开发或研究中。这些包括前面提到的小分子策略、干细胞移植和后面将提到的基因治疗,这可能使 70% 神经系统相关的 LSD 得到解决。另外,联合治疗也正在试验中。也可以考虑靶向致病级联的汇聚元素的疗法,一次研发的成果可适用于多种 LSD,但可能疗效较差。LSDs 治疗开发的挑战和成功可为其他罕见病的治疗提供参考。

 

4. 寡核苷酸疗法(Oligonucleotide therapies)

 

另一个专门靶向疾病相关基因的广泛策略是在 RNA 水平上进行干预。目前已经开发出几种靶向 RNA 的方法,其中研究最广泛的是反义寡核苷酸(ASO) 和小干扰核糖核酸(siRNA),它们都可以通过促进 mRNA 降解来减少特定疾病相关蛋白的产生。与抗体一样,ASO 和 siRNAs 可以是具有明确分子原因的罕见疾病的高度特异性干预措施,其额外的优势在于,原则上任何基因产物都可以作为靶点,而不仅仅是细胞表面或循环蛋白。ASO 和 siRNAs 的开发一直都是长期且具有挑战性的过程,特别是在递送方面,但最近的批准和广泛的临床管线表明,这些平台现在已经准备好发挥其潜力。

 

A.技术总结  

 

寡核苷酸治疗是通过合成的核酸序列与 RNA 靶标发生特异性碱基配对,从而以各种方式影响基因表达。第一个被研究的寡核苷酸疗法是 ASO,研究始于 20 世纪 70 年代末。ASO 是通过 Watson–Crick 碱基配对与互补 mRNA 结合的单链分子,并通过核糖核酸酶 H 启动其选择性降解,导致相应蛋白的表达被降低。各种化学修饰的发现,如硫代磷酸酯骨架,以增加 ASO 在体内对核酸酶降解的抵抗力,并在开发 ASO 作为基因敲除的强大平台方面也是至关重要的。

 

降解靶 mRNA 的第二类寡核苷酸疗法是合成的 siRNA,这是基于 1998 年发现 RNA 干扰作为基因调控的内源性机制。虽然这些是双链而不是像 ASO 一样的单链,但它们也加入了改良的化学骨架,以增强其药物特性。与 ASO 相比,siRNA 的递送一直是一个更大的挑战,为了解决这个问题,它们通常与脂质纳米颗粒或 N-乙酰半乳糖胺等载体偶联,到目前为止大多数 siRNA 候选药物都利用了这类载体来实现递送到肝脏的能力。

 

第三类寡核苷酸疗法以不同的方式发挥作用——与前 mRNA 或 mRNA 杂交而不导致其降解。根据相互作用的性质,这些单链 rna 阻断剂(也像 ASO 和 siRNAs 一样进行化学修饰)可产生多种效应,可能有助于治疗与基因异常相关的罕见疾病,如外显子跳跃、隐蔽剪接恢复,甚至改变交替基因剪接水平。重要的是,通过这类疗法可以恢复基因功能,相比之下,ASOs 和 siRNAs 只抑制基因功能。

 

B.临床试验成功和获批

 

寡核苷酸疗法已被证实治疗多种人类疾病的临床疗效,1998 年 FDA 首次批准一种 ASO,fomivirsen 治疗免疫功能低下患者(包括艾滋病(AIDS ))的巨细胞病毒性视网膜炎,这是一种罕见病状。尽管此后 fomiversen 已被撤销,但其他 ASO 也随之而来,如 ASO mipomersen,于 2013 年获批用于治疗家族性纯合子高胆固醇血症;该 ASO 靶向载脂蛋白 B-100 的 mRNA,载脂蛋白 B-100 是 LDL 及其代谢前体 VLDL 的主要载脂蛋白。

 

然而,寡核苷酸疗法的应用在罕见的神经系统疾病中是最有希望的,这导致了近年来几个开创性的批准。其中 2 种获批产品利用不同平台治疗遗传性甲状腺素运载蛋白 (TTR) 介导的淀粉样变性。Patisiran 是一种脂质偶联的 siRNA,成为 FDA 批准的首个 siRNA 疗法(2018 年),随后不久, FDA 批准 ASO inotersen。

 

这两种药物均通过降解编码 TTR 的 mRNA 发挥作用,可使血清 TTR 和组织中 TTR 沉积减少,并使遗传性 TTR 介导的淀粉样变性的神经系统表现有临床相关改善。

 

另外两种 RNA 阻断寡核苷酸疗法也已被批准用于罕见的神经系统疾病。Nusinersen 被设计用于治疗染色体臂 5q 突变导致 SMN 缺陷引起的 SMA。它通过增加 SMN2 mRNA 转录中的外显子7编入,从而产生全长 SMN而发挥作用,并已在美国和欧盟获得批准。Eteplirsen 被设计为与 dystrophin pre-mRNA 的外显子 51 杂交,使其在剪接过程中被跳过,从而纠正翻译阅读框,从而使 DMD患者产生缩短的、但有功能的抗肌萎缩蛋白。然而,在迄今进行的试验中,关于 eteplirsen 治疗在多大程度上恢复抗肌萎缩蛋白功能一直存在争议,虽然FDA在 2016 年 批准了eteplirsen,但在2018年向EMA 提交上市许可申请在收到否定意见。

 

C.作为罕见病治疗平台的优势和局限性

 

寡核苷酸治疗的机制特征导致高特异性,能够解决传统治疗无法到达的靶标,并由于有限的全身暴露量而降低毒性。这极大地扩展了可选择目标的数量和类型。由于大多数已知的罕见疾病是遗传性疾病,通过寡核苷酸疗法的RNA靶向对降低与罕见疾病相关的高发病率和高死亡率提供了一个关键的机会。然而,寡核苷酸不易通过血脑屏障,因此需要侵入性给药方法,如鞘内或脑室内途径,这一事实仍然是其在中枢神经系统疾病临床应用上最大障碍之一。尽管如此,最近获得监管成功批准的数量较高,可激励对其他罕见疾病的更多的研究和开发。例如,一种靶向亨廷顿蛋白 (HTT) mRNA 的 ASO,称为 RG6042,最近开始了治疗亨廷顿舞蹈症的 III 期试验,希望它能成为治疗这种神经退行性疾病的首个疾病修饰疗法。

 

5. 基因和细胞治疗

 

 

 

利用病毒载体的基因疗法可用于罕见病的两种情况。对于治疗目标是补偿特定蛋白功能丧失的疾病,如 SMA,载体用于在适当启动子的控制下表达编码所需蛋白的转基因(内源序列或密码子优化)。相反,对于亨廷顿舞蹈症等疾病,其目的是抑制致病基因的影响,可以引入编码 RNA(如短发夹 RNA)的转基因,该转基因可以利用 RNA 干扰机制来抑制基因表达。

 

 

基因疗法的递送也有两种广泛的方法,部分取决于治疗疾病需要表达基因的细胞。在某些情况下,含有治疗基因的病毒载体可以在载体注射后到达所需的细胞,通常直接进入组织或器官,例如眼睛,这可以促进摄取并将脱靶效应降至最低。在其他情况下,细胞在体外进行基因修饰,产生治疗因子,随后移植回患者体内。这种离体基因治疗方法,也可以被认为是细胞疗法的一种类型,对于罕见的遗传性血液疾病特别有用,为此可以从患者体内采集造血干细胞 (HSC),进行基因修饰后再移植回患者体内。

 

其他类型的细胞疗法也正在被开发用于罕见疾病,包括移植来源于 iPS 细胞的细胞,如用于眼部疾病的视网膜细胞,以及针对罕见癌症的特异性肿瘤抗原的嵌合抗原受体 (CAR) T 细胞。细胞可以注射或整合到支架上,放置在合适的组织中,如眼睛。

 

A.技术总结  

 

基于病毒载体的两种基因疗法平台已成为罕见病临床研究中最有用的:腺相关病毒 (AAV) 载体和逆转录病毒/慢病毒载体。

 

用重组 AAV 载体,可将一个治疗性转基因(包括启动子和其他调控元件,大小可达 5 千碱基)插入到 AAV 中用于基因治疗应用。目前已发现 13 种不同的 AAV 血清型,反映了衣壳蛋白的不同氨基酸序列。这些差异导致不同器官、组织和细胞类型的趋向性不同。在临床研究的基础上,某些 AAV 血清型正在成为组织特异性平台。例如,AAV-8 已经在3个临床试验中用于基因递送至肝脏,而 AAV-9 已经在4个神经系统疾病试验中使用。基于现有的衣壳蛋白晶体结构,现在可以合理地改造新型衣壳,尽力去开发靶向特定细胞和组织的载体。AAVs 可感染分裂细胞和非分裂细胞。尽管野生型 AAV 可以整合到人类基因组中,但编码整合所必需的病毒蛋白的序列在用于基因疗法的 AAV 载体中被删除。因此,重组 AAV 载体通常被认为是非整合的——从监管角度来看,潜在安全性问题是一个非常重要的特征。然而,缺乏整合意味着 AAV 载体在被感染细胞复制过程中丢失。因此,AAV 主要用于非分裂(或分裂非常缓慢)细胞类型的基因治疗。

 

关于安全性,值得强调的是,尽管名称相似,但 AAVs 与腺病毒(20 世纪 90 年代导致罕见病患者死亡的基因治疗试验中使用的病毒载体)有着根本的不同。尽管腺病毒是人类病原体,但尚不清楚 AAV 是否会引起任何人类疾病。AAV 载体具有极好的安全性记录,已用于 200 多项人体临床试验,无任何死亡或未引起癌症。最近的一些研究将 AAV 载体与小鼠患肝癌风险增加联系在一起,但这些发现与人类癌症的相关性仍是需要探讨的主题。AAV 载体在人体中导致的最常见严重不良反应是肝脏转氨酶水平的升高(表明肝损伤),这与对 AAV 衣壳蛋白的免疫反应有关。然而,这通常可以通过一个疗程的类固醇治疗来控制。

 

逆转录病毒包含单链 RNA 基因组,能够通过一种涉及逆转录的机制整合到人类基因组中。整合的能力允许基因组永久性修饰的可能性,这种修饰随着时间的推移和细胞复制后而持续存在。慢病毒是逆转录病毒科的一个属。然而,与其他类型的逆转录病毒相比,慢病毒进入细胞核并不依赖于有丝分裂。因此,慢病毒可用于将基因递送至分裂细胞和非分裂细胞。

 

逆转录病毒用于基因疗法的初步研究集中在血细胞疾病上,使用离体方法。在一些早期试验中使用了基于鼠白血病病毒的逆转录病毒载体,但疗效不佳。随后使用其他 γ 逆转录病毒的研究证明,在治疗腺苷脱氨酶缺乏性重度联合免疫缺陷症( ADA 缺乏相关 SCID )上具有显著的临床疗效,因此患者能够停止 ERT。然而,在 X-连锁 SCID 和 Wiscott–Aldrich 综合征试验以及 X-连锁慢性肉芽肿病试验中,由于邻近癌基因的病毒载体整合,患者接受 γ 逆转录病毒载体后发生白血病,导致病毒基因组长末端重复序列中存在的强大增强子元件的转录激活。为了避免这些问题,该领域转向慢病毒载体,因为其感染人 HSCs 的效率更高。具体来说,自失活慢病毒载体,在载体生产过程中长末端重复序列中的关键转录增强子序列被删除,已经成为使用 HSCs 进行离体基因治疗的平台。

 

根据初始细胞来源,细胞疗法分为患者特异性(通常为自体,也包括同种异体)或现成(同种异体)。“有效成分”差异很大,包括 T 细胞、树突状细胞、HSC、间充质基质细胞、CD34 选择细胞、胰岛细胞、成纤维细胞、自然杀伤细胞、神经干细胞、胚胎干细胞和 iPS 细胞。通过包括靶细胞分离(选择、分选)、培养(扩增和活化)、清洗、体积减少和配制的某些组合的工艺对源细胞进行修饰。冷冻保存可用于或不用于延长来料细胞、中间产品或成品的有效期。iPS 细胞由于能够分化成多种不同的细胞类型,可以靶向许多疾病适应症,因此引起人们很大的兴趣。这些细胞可以从自体样本(例如真皮组织)中重编程,然后分化成靶细胞类型,例如用于眼部疾病的视网膜细胞。

 

对于基因修饰细胞,通常通过使用病毒载体实现离体修饰,如上文所述。对靶细胞进行离体修饰可行的疾病,也是基因编辑技术(如锌指核酸酶和基于 CRISPR–Cas9 的方法)临床转化方法上的重点。这在一定程度上是由于与体内基因组编辑相比,在这种情况下有害脱靶编辑的风险显著降低。正在采取的方法以开发镰刀型细胞贫血症和 β-地中海贫血的潜在治愈性疗法为例,这些疾病是由 β-珠蛋白基因突变引起的,损害了正常成人血红蛋白的产生。先驱试验正在研究回输前 HSC 的离体基因编辑。其中一种方法涉及 CRISPR 诱导的 BCL11A(γ-珠蛋白基因的抑制因子)的破坏,其允许代偿性胎儿血红蛋白的表达。2018 年开始对 β-地中海贫血患者进行试验,2019 年开始对镰刀型细胞贫血症患者进行试验。

 

B.临床试验成功和获批

 

已证实基于 AAV 的疗法可治疗多种人类疾病,包括 SMA、血友病 A型 和血友病 B型、芳香族L-氨基酸脱羧酶缺乏症和视网膜色素上皮特异性 65-kDa 蛋白 (RPE65) 介导的视网膜变性。到目前为止,三种基于 AAV 的基因疗法已被批准用于基因功能丧失的罕见病的治疗。Alipogene tiparvovec 是一种 AAV-1 载体,可表达通过肌肉注射给药的脂蛋白脂肪酶基因。它成为首个引入主要市场的基因疗法,2013 年获得 EMA 批准用于治疗脂蛋白脂肪酶缺乏症,但由于商业问题,2017 年被撤销。最近,表达 RPE65 基因的 AAV-2 载体 voretigene neparvovec 在 2017 年获得 FDA 批准,用于治疗 RPE65 突变相关的遗传性视网膜营养不良症,这是首个在美国获批的基因疗法,并在不久后也获得欧盟的批准。2019 年,加入了表达编码 SMN 基因 (SMN1) 的 AAV-9 载体 onasemnogene abeparvovec已在美国获批用于治疗 SMA,目前正在欧盟进行监管审查。

 

在使用 γ 逆转录病毒载体治疗 ADA 缺乏相关 SCID 和使用自失活慢病毒载体治疗其他血液疾病(包括 X-连锁 SCID、Wiscott–Aldrich 综合征 和 β-地中海贫血)的研究中,观察到无恶性肿瘤的临床疗效的明确证据。Strimvelis 是一种表达 ADA 的逆转录病毒,在2016年被 EMA 批准治疗 ADA 缺乏相关 SCID ,成为首个获批用于罕见病的离体基因治疗慢。另外,慢病毒平台在治疗三种神经系统疾病方面取得了临床成功:X 连锁肾上腺脑白质营养不良、异染性肾上腺脑白质营养不良和脑肾上腺脑白质营养不良。

 

2017 年,美国批准了两种治疗罕见癌症的CAR T细胞疗法:tisagenlecleuce 用于治疗急性淋巴细胞白血病,axicabtagene ciloleucel 用于治疗大 B 细胞淋巴瘤。这些方法的临床数据证明它们具有变革性疗效:在2期 ZUMA-1 关键试验中接受 axicabtagene ciloleucel 治疗的患者总缓解率为 72%,而在2期 ELIANA 关键试验中接受 tisagenlecleucel 治疗的患者达到 83% 的总缓解率,这是以前在血液癌症中闻所未闻的。快速增长的 CAR T 细胞疗法管线并不是只针对特定的罕见癌症开发(确实,希望它们能更广泛地适用),因此它们的发展能帮助更广泛地建立细胞疗法的过程和监管要求。

 

最后,2019 年 6 月,EMA 有条件批准了一种基于编码 βa-T87Q-珠蛋白基因的自体 CD34 + 细胞治疗 β-地中海贫血的产品。

 

C.作为罕见病治疗平台的优势和局限性

 

基于迄今为止的临床经验,AAV 载体似乎是治疗罕见单基因疾病的极好平台。AAV 载体在神经系统、视网膜和肝脏的多种疾病中显示出明确的临床疗效证据。这些结果以及在动物中的研究表明,AAV 载体可以支持在非分裂细胞中持续数年的转基因表达。而关键的限制是制造与生产的复杂性和成本,远远大于小分子疗法。AAVs 的其他局限性包括由于免疫反应导致 AAV 转导细胞的潜在丢失,其他相关组织和细胞类型缺乏有效的载体血清型以及基因组的有限容量。

 

AAVs 也可用于递送基因组编辑酶,如 Cas9 或锌指核酸酶,以治疗罕见疾病。事实上,AAV 载体在针对一种罕见遗传疾病基因组编辑的首个临床试验中被用来递送锌指核酸酶。虽然基因疗法需要治疗基因(由 AAV 载体支持的)的长期表达,但基因组编辑完成后基因组编辑器的长期表达可能会产生负面的后果。因此,例如脂质纳米颗粒的非病毒载体来递送基因组编辑器越来越受欢迎。

 

逆转录病毒载体已被证明在临床上对血液病的离体基因治疗有效。使用逆转录病毒的一个主要限制是载体整合到基因组中导致的致癌作用。然而,迄今为止,在使用自我失活慢病毒载体的临床研究中尚未观察到恶性肿瘤,表明该问题已得到解决,尽管需要仔细观察治疗患者的克隆扩增体征。另一个临床考虑是在输注基因修饰的 HSC 前需要清髓性预处理,这与显著的毒性作用相关。

 

使用细胞作为疗法的一个关键限制是,目前对这类产品表征以确保一致性的能力不完全,这些产品的精确作用机制也可能不明确。这种限制给细胞疗法候选物的化学、制造和控制 (CMC) 的改进带来了极端的压力,由于该行业处于发展的早期阶段,所以通常也会包括对开放和人工技术的依赖。而维持质量的压力,对于实现患者安全是必要的,是以牺牲可伸缩性和可持续性为代价的。这些因素都增加了治疗的商品成本,尤其是针对特定患者的细胞疗法的商品成本,达到了长期无法持续的水平。因此,需要生物学家和工程师合作进行临床和 CMC 方面的进一步开发,以解决这些挑战,如上文讨论的其他生物平台所实现的。

 

总体而言,与小分子、抗体和蛋白质替代疗法相比,基因和细胞治疗作为平台正处于早期发展阶段。此外,制造病毒载体和细胞疗法的复杂性和成本远高于小分子。然而,这种疗法可实现一次性治疗,甚至是能够治愈的方法,这对罕见病治疗药物的开发具有深远的意义。

 

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