世界首例基因編輯人體造血幹細胞成功移植

2020-12-06 環球網

一例與「柏林病人」(全世界唯一被治癒的愛滋病患者)相似的案例出現在北京。患者與「柏林病人」同患血液腫瘤兼愛滋病,治療方案同是造血幹細胞移植;不同的是,前者通過基因編輯的方法獲得CCR5基因突變的造血幹細胞,而後者的突變天然擁有。

9月12日,《新英格蘭醫學雜誌》在線發表了我國學者這項「以基因編輯技術之長,補『柏林病人』之短」的探索——北京大學生命科學學院鄧宏魁教授、解放軍總醫院第五醫學中心陳虎教授、首都醫科大學附屬佑安醫院吳昊教授等團隊合作,利用基因編輯手段在人體造血幹細胞中失活CCR5基因,並將編輯後的幹細胞移植到HIV(愛滋病病毒)感染合併急性淋巴細胞白血病患者體內產生效果,這在世界上尚屬首次。

基因編輯的造血幹細胞能夠在患者體內存活並從「少數外來者」繁衍為「絕對多數的原住民」,是治癒愛滋病的關鍵。

「這項研究成果是第一步,它證明了基因編輯後的造血幹細胞在人體中是安全的,並且能夠存活下來,甚至有可能『逆境繁衍』。」北京大學生命科學學院教授鄧宏魁對科技日報記者說,研究團隊後續將繼續提高基因編輯效率,調整治療方案,以達到治癒的目標。

「經過基因編輯的T細胞體現了更強的抗敵能力」

「研究之初,我們最擔心它們能不能活下來。」鄧宏魁說的它們,指的是進行了基因編輯的幹細胞。鄧宏魁解釋,幹細胞進入新環境其實很脆弱,患者進行了清髓,如果基因編輯後的幹細胞難以在體內存活,那麼患者的生命會有危險。

因此,保險的方法是「兼有」,同時輸入編輯的細胞和未經編輯的細胞。

但保險的方法往往不是最有效的方法。陪伴進入的未編輯細胞可能阻礙編輯細胞發揮最大效能,例如產生競爭,「由於幹細胞競爭性定植的原因,體內檢查到的基因編輯效率會相應下降。」鄧宏魁說。

未編輯細胞還有可能成為「豬隊友」,助長病毒攻勢。清華大學愛滋病綜合研究中心主任張林琦在接受媒體採訪時點評道:抗愛滋病用藥暫停期間病毒反彈,有可能是因為未經基因的CD4+T細胞(幹細胞分化而來)為病毒的複製和反彈提供了場所。

這是一個艱難的選擇。最終,為了最大程度上保證患者利益、臨床安全,團隊選擇了最保險的方案,確保白血病治療。

最終的結果令研究團隊欣慰,在一同面臨勁敵HIV時,經過基因編輯的T細胞體現了更強的抗敵能力,在T細胞總數量佔比上從2.96%增加到4.39%,相當於提高了1.5倍。

使用8種「剪刀」,提效率、防脫靶

CRISPR基因編輯技術的編輯效率和脫靶效應,一直羈絆它邁向臨床。為了使其滿足臨床要求,鄧宏魁和團隊打出一套「組合拳」。

「造血幹細胞多處於『靜息態』,本身是很難處理的,對於其他幹細胞適用的基因編輯手段,對它可能不管用。」鄧宏魁說,「例如基因槍『打靶』的方法,即便將編輯的『剪刀』放進去了,可整個細胞不活躍,也不會帶動『剪刀』編輯。」

在先期建立經試驗動物驗證的技術體系基礎上,鄧宏魁團隊摸索多種條件,建立能進行基因編輯的造血幹細胞的預處理培養方法,不僅讓它「動起來」,還不破壞它的乾性、穩態、生存能力等。

團隊嘗試了8種導入「剪刀」的轉染方法,採用縮短編輯時間、引入配對的嚮導RNA策略等,探索提高編輯效率、降低脫靶效率的方法。

在真正的患者體內,這些技術方案經受住了考驗。鄧宏魁表示,研究結果給出了答案:基因編輯在持續性、脫靶性、有效性方面可以接受臨床檢驗。

外媒評價道:「這一研究暗示基因編輯技術似乎有能力進行安全、有效、精確的DNA改變。」

未來一次治療有望獲得持久性療效

「在停藥4周後,患者體內的HIV量出現了反彈。」鄧宏魁說,儘管基因編輯效率是17.8%,但由於與未編輯細胞同時輸注,體內的編輯細胞佔比徘徊在5%—8%。

與「柏林病人」使用的天然CCR5突變100%的幹細胞相比,5%—8%顯得有些勢單力薄,無論是輸入策略還是基因編輯效率,都是未來需要調整和努力的方向。

「未來可以考慮單純移植經過編輯的幹細胞,從而提高編輯後的幹細胞的植入。」鄧宏魁說,此次研究驗證了安全性、可行性,但仍需大幅提高基因編輯的效率,以提高有效性。

鄧宏魁對編輯效率提高的工作表示樂觀:近幾年基因編輯技術不斷發展,相信很快就會有安全且更高效率的基因編輯技術體系被開發出來。現有方法的優化也會多方面提高效率。未來,當基因編輯後的造血幹細胞能夠產生足夠多的帶有突變的T細胞抵禦HIV時,通過一次治療便可獲得持久性療效。

值得一提的是,雖然和基因編輯嬰兒事件基於相同的治療原理,即基於CCR5這一靶點,用來預防HIV同T細胞結合,進而阻止HIV對人體免疫系統的破壞,但此次研究是治療性臨床試驗,同時該研究在成人身上的體細胞中進行,避免了胚胎基因編輯的倫理爭議。(科技日報北京9月15日電)

相關焦點

  • 臨沂首例兒童白血病異基因造血幹細胞移植成功
    大眾網·海報新聞見習記者 楊淑惠 臨沂報導近日,臨沂市人民醫院兒內科三病區傳出喜訊,首例兒童白血病異基因造血幹細胞移植成功出倉,其白血病得到有效治療,患兒重獲新生。臨沂市人民醫院成為臨沂市第一家、山東省第二家獨立開展兒童異基因造血幹細胞移植的醫院,填補了臨沂市兒童白血病異基因造血幹細胞移植技術上的一項空白,兒童血液病治療水平又上新臺階。大眾網·海報新聞記者了解到,七年前,八歲的樂樂(化名)在臨沂市人民醫院被檢查患有急性淋巴細胞白血病(高危),經過三年正規、系統的化療後完成療程,骨髓持續完全緩解,順利停藥。
  • 世界首例:北大教授以基因編輯幹細胞治療愛滋病和白血病
    基因編輯技術能做什麼?答案有很多。北大教授鄧宏魁把基因編輯變成了可以治療愛滋病的工具。從實驗到臨床、從原理到實踐,數年的努力後,世界首例通過基因編輯幹細胞治療愛滋病和白血病患者的案例初步報導。》(CRISPR-Edited Stem Cells in a Patient with HIV and Acute Lymphocytic Leukemia)的研究論文,標誌著世界首例通過基因編輯幹細胞治療愛滋病和白血病患者的案例由我國科學家完成了!
  • 我國科學家基因編輯成體造血幹細胞移植研究取得重要進展
    陳愛平 攝新華社北京9月17日電(戴欣)我國科學家在愛滋病合併白血病患者的基因編輯成體造血幹細胞移植研究上取得重要進展:建立了基於CRISPR在人成體造血幹細胞上進行CCR5基因編輯的技術體系,實現了經基因編輯後的成體造血幹細胞在人體內長期穩定的造血系統重建,為後續基因編輯治療的安全性和有效性研究奠定了基礎。近日,相關研究成果在國際頂級醫學期刊《新英格蘭醫學雜誌》發表。
  • 世界首例!北大教授以基因編輯幹細胞治療愛滋病和白血病
    本文轉自微信公眾號「北京大學」(ID:iPKU1898) 基因編輯技術能做什麼?答案有很多。 北大教授鄧宏魁把基因編輯變成了可以治療愛滋病的工具。從實驗到臨床、從原理到實踐,數年的努力後,世界首例通過基因編輯幹細胞治療愛滋病和白血病患者的案例初步報導。
  • 中國科學家完成首例基因編輯幹細胞治療愛滋病和白血病患者
    Stem Cells in a Patient with HIV and Acute Lymphocytic Leukemia)的研究論文,建立了基於CRISPR在人成體造血幹細胞上進行CCR5基因編輯的技術體系,實現了經基因編輯後的成體造血幹細胞在人體內長期穩定的造血系統重建。
  • 運城市首例單倍體異基因造血幹細胞移植在市第三醫院獲得成功
    異基因造血幹細胞移植是治療惡性血液病的終極手段所謂單倍體造血幹細胞移植是指供者受者(患者)有一半及以上染色體抗原相同的造血幹細胞移植。單倍體造血幹細胞移植對於匹配度要求降低,使得幾乎所有病人都能找到血緣關係很近的供體,比如患者的父母、子女,甚至患者的表親兄弟姐妹都可能成為供體,這就大大提升了患者能夠接受移植治療的可能性,從而為更多的患者提供了治癒的希望。
  • 中國首次完成基因編輯幹細胞,媒體:基因編輯正確的打開方式
    中國科學家又達成了一項「世界首例」。鄧宏魁等多名國內生命科學和醫學學者首次利用CRISPR/Cas9基因編輯技術改造人體造血幹細胞,並成功治癒白血病,使人體血細胞能抵禦愛滋病毒。這項成果今年9月11日發表於頂級醫學期刊《新英格蘭醫學》。
  • 揭秘造血幹細胞的捐獻與移植
    1956年,託馬斯完成了世界上第一例骨髓移植手術,這也是世界上第一例幹細胞移植手術。託馬斯也由此成為造血幹細胞移植術的奠基人。日前,一名來自湖北襄陽的高三男生張文馳,犧牲了緊張的高考複習時間,前往北京為一名福建籍的白血病患者捐獻造血幹細胞。該事件引起了社會的廣泛關注,到底捐獻造血幹細胞的過程是怎麼樣的?疼不疼?對身體有沒有傷害?
  • 柳州市人民醫院造血幹細胞移植病區完成改造
    10月3日,經過6個月的改造建設,柳州市人民醫院造血幹細胞移植病區交付使用。移植病區擴建完成後,該院的百級移植倉由2個增至5個,造血幹細胞移植的條件和環境都得到了較大的改善與優化。投入使用後,預計每年造血幹細胞移植術將由20例增至50多例,更多血液病患者,特別是重型地貧患兒能夠就近得到高質量醫療服務,並節約了醫療費用,有效緩解了看病難、看病貴的問題。造血幹細胞移植術是目前治療血液惡性腫瘤及難治性血液病的根治性方法之一。血液內科於2005年啟動了造血幹細胞移植工作,儘管當時條件十分艱難,血液內科仍克服困難,完成了相關技術準備、技術規範制定、質量控制體系建設。
  • 基因敲除實現造血幹細胞穩定重建
    日前,解放軍總醫院第五醫學中心造血幹細胞移植科與北京大學、北京佑安醫院合作,在愛滋病合併白血病患者的基因編輯成體造血幹細胞移植研究上取得重要進展
  • 皖北地區首例自體造血幹細胞移植患者順利出院
    9月23日上午,皖北地區首例自體造血幹細胞移植患者,在蚌埠醫學院第一附屬醫院順利出院。出院患者樊女士:「我在移植過程中一切順利,我再次向蚌埠第一附屬醫院血液科醫生和其他的醫護人員表示感謝。」正在說話的這位就是皖北地區首例自體造血幹細胞移植患者,她告訴記者, 2019年7月份,她突然感到身體有些不適。
  • 世界首例!中國科學家利用基因編輯技術完成同時治療愛滋病與白血病
    不過,醫生給了這名患者一線希望:他們將實施一次骨髓移植以治療白血病,以及附加的一項嘗試治療愛滋病的實驗性治療。近日,相關的一篇研究論文發表在《新英格蘭醫學雜誌》上。這項研究使用了基因編輯工具CRISPR-Cas9,從供體的骨髓造血幹細胞中敲除了一種名為「CCR5」的基因,然後將基因編輯後的造血幹細胞移植到患者體內。
  • 東莞完成首例非親緣供者造血幹細胞移植,捐獻者分享感受
    11月26日,作為東莞第80位、2020年第19位造血幹細胞捐贈者,同時也是首例在東莞完成採集(並已移植給病人)的造血幹細胞捐獻者,謝女士分享了她的感受。2017年,「小桃子」被確診患有重型再生障礙性貧血。這個2歲寶寶的遭遇牽動著大家的心,不少市民自願留下血樣,希望能配型成功,為孩子換來一線生機,謝女士也是那時在中華骨髓庫登記的。
  • 連雲港首例本地造血幹細胞採集成功
    【連網】昨日上午,在市第一人民醫院血液病區幹細胞採集室內,歷經4個多小時,志願者許雲成功捐獻200毫升造血幹細胞。這也意味著我市首例本地採集造血幹細胞順利完成。採集完成後,這份「生命速遞」即刻啟程,幫助外省一位11歲血液病男孩戰勝病魔。
  • ...醫院首例自體外周血造血幹細胞移植患者在綦江區人民醫院成功出倉
    7月26日,綦江區「首例自體外周血造血幹細胞移植」患者順利出倉,該項技術是重慶市區級三甲醫院以及重慶(渝)貴州(黔)邊界區縣醫院首例,也是綦江區人民醫院實施「健康扶貧」計劃中的一次重大實踐。
  • 陸道培醫院造血幹細胞移植2019年突破千例
    近日,中華醫學會血液學分會發文指出,陸道培醫療集團(含燕大陸道培醫院和北京陸道培醫院)在2019年登記的造血幹細胞移植總例數為1081例,是目前國內最大的移植單位。陸道培院士是中國造血幹細胞移植的開拓者。
  • 首兒所完成首例無關供者造血幹細胞移植
    她正在靜靜等待著新移植的造血幹細胞重新「生長」。這也是首兒所完成的首例無關供者造血幹細胞移植。3歲的小女孩琪琪(化名)活潑可愛,但卻命運多舛。出生時就因早產住進重症監護室,還合併了肺部感染,腦出血,接受了ECMO治療,經歷了漫長而痛苦的治療後才康復出院。
  • 等待三星期後……奉賢區內首例自體造血幹細胞移植患者順利出艙!
    近日,奉賢區中心醫院血液科成功開展首例自體造血幹細胞移植治療,填補了奉賢在造血幹細胞移植上的空白。經過3個星期的治療後,該患者在9月9日上午已經順利出艙,並轉入普通病區。今年45歲的賈先生,在去年7月因為身體不適來到區中心醫院就診,被確診為多惡性淋巴瘤。然而,經過8個療程的免疫化療後,病情仍沒有治癒的跡象。
  • 首例實施自體造血 幹細胞移植患兒出倉
    首例實施自體造血 幹細胞移植患兒出倉本報6月19日訊(記者趙汶)18日,在省婦女兒童醫學中心,經過30天的無菌隔離,海南第一例接受自體造血幹細胞移植治療實體瘤的瓊海女童小雪順利出倉,填補了我省兒童腫瘤治療技術上的一項空白。
  • 解放軍總醫院海南分院首例自體造血幹細胞移植成功
    儘管如此,僅靠化療藥物無法長時間維持療效,黃文榮大膽提出了自體造血幹細胞移植的治療方案。自體造血幹細胞移植獲新生目前國內對於進行自體造血幹細胞移植的多發性骨髓瘤患者年齡一般限制在65歲以下,而此時林某已經是69歲,北京、上海多家醫院也因為林某年齡太大,拒絕給他進行自體造血幹細胞移植。