基因疗法能否在β-地中海贫血治疗中大放异彩？

近日，多款针对β-地中海贫血的基因疗法取得重要进展。8月18日，bluebird bio公司开发的基因疗法Zynteglo在美国获批上市，成为FDA批准的一款治疗输血依赖型β-地中海贫血的基因疗法。8月16日，瑞风生物和邦耀生物先后宣布其针对β-地中海贫血的基因编辑产品在中国获批临床。此外，全球还有多款基因疗法正在开展治疗β-地中海贫血的临床试验。本文将结合公开资料带大家看看基因疗法在β-地中海贫血中的研发现状，以及面临的开发挑战。

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β-地中海贫血的基因治疗

β-地中海贫血是一组在全球影响范围广、累积患病人数多且严重威胁人类健康的遗传性血液病。据2021年发表的《中国地中海贫血蓝皮书（2020）》数据，在全球范围内，β-地中海贫血基因携带者约为3.45亿人口；在中国大陆，该基因携带者约有3000万人，总体患病率近2%，南方地区尤为高发。

那么，人们为什么会得β-地中海贫血呢？

研究发现，β-地中海贫血是由于“β珠蛋白”基因缺陷导致人体血红蛋白合成不足，大部分是点突变，少部分为基因缺失。根据贫血程度和输血需求，β-地中海贫血可分为轻型、中间型和重型。其中重型患者通常在出生后3个月至6个月开始出现症状如严重贫血，缺乏有效治疗将引起一系列并发症。

当下，治疗β-地中海贫血的传统疗法存在一定局限性。输血治疗虽然可以暂时缓解与严重贫血相关的症状，但并不能根治，还可能导致铁过载，引起多器官损伤等严重并发症。与输血配合使用的铁螯合剂治疗，存在依从性不高、不良反应或反应不足等问题。尽管造血干细胞移植（HSCT）可根治β-地中海贫血，但这种方法依赖配型和患者的身体状况，配型困难且成本较高，因此仅少部分患者能获得移植。

那么，有没有一种疗法可以让β-地中海贫血患者摆脱无尽输血的困扰？答案是肯定的，这种方法就是基因疗法。

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从发病原因来看，β-地中海贫血属于一种单基因遗传病。大约在50年前，基因疗法界的领军人物Theodore Friedmann博士曾设想过通过基因治疗来改善由单个基因引起的遗传性疾病。因为从理论上来说，与那些提供某类蛋白质的疗法相比，基因疗法可以引入功能基因来替代突变基因，让其持续自动制造这些所需蛋白，以纠正或补偿缺陷和异常基因引起的疾病，从而避免患者重复给药。

其中，体内基因疗法利用载体直接将治疗基因递送到患者病患部位，从而治疗疾病。而体外基因疗法则将特殊细胞（例如造血干细胞）进行基因工程改造后移植入人体。如果基因修饰的细胞寿命足够长，并且能够在体内扩增，那么单次基因疗法治疗就足以提供终生的治疗效果。

根据今年6月《柳叶刀》发表的一项综述文章，使用基因添加或基因编辑方法的基因治疗正在快速成为输血依赖型β-地中海贫血的潜在治愈选择。其中，基因添加方法通过慢病毒载体将功能性β珠蛋白基因导入造血干细胞，bluebird bio公司的Zynteglo就是一款慢病毒载体离体基因疗法。另外，基因编辑技术目前也已被广泛应用于体外改造造血干细胞的基因表达。由于使用自体造血干细胞，基因治疗克服了供体可用性的难题，并且与同种异体造血干细胞移植相比，基因治疗发生感染、移植排斥和移植物抗宿主病（GvHD）的风险较低。

一款基因疗法已诞生，全球研发情况如何？

2019年，全球一款治疗β-地中海贫血的基因疗法Zynteglo（beti-cel）在欧盟获批，为患者带来了传统治疗以外的创新替代治疗选择。该产品将从患者体内分离的造血干细胞在体外进行基因工程改造，让它们能够生成功能正常的“β珠蛋白”。这些造血干细胞在输注回患者体内后，会源源不断地生成具有正常功能的血红细胞，极大减少患者对输血的需求。在理想情况下，患者甚至不需要进行输血治疗。

在美国，Zynteglo曾获得FDA授予的孤儿药资格、突破性疗法认定和优先审评资格，并于近日获批成为一款获得FDA批准治疗β-地中海贫血的基因疗法。该产品的安全性和疗效已在两项多中心临床研究中得以验证，接受治疗的41名患者中有89%达到输血独立性，即患者在不接受血红细胞输注的情况下，维持预定的血红蛋白水平至少12个月。新随访结果显示，这一疗效表现出良好的持久性。目前，Zynteglo另一项纳入β珠蛋白完全缺失（β0/β0基因型）重度患者的3期试验HGB-212还在进行中，预计于2022年11月完成。

除Zynteglo之外，全球还有多款治疗β-地中海贫血的基因疗法正在开发中。这些产品主要采用基因编辑技术进行体外改造，较快的已进展至3期临床试验阶段。下面节选部分已获批进入临床开发阶段的产品做介绍。

CRISPR Therapeutics/Vertex公司：CTX001

CTX001（exa-cel）是一种在研自体CRISPR/Cas9基因编辑疗法，已获得FDA授予治疗β-地中海贫血的再生医学先进疗法（RMAT）认定、快速通道资格和孤儿药资格。CTX001通过在体外对患者的造血干细胞进行改造，使红细胞中产生高水平的胎儿血红蛋白（HbF），从而缓解输血依赖型β-地中海贫血患者的输血需求。从总计75名患者中获得的新临床试验结果显示，CTX001具有一次治疗，提供功能性治愈的潜力。目前，该产品正在全球开展治疗β-地中海贫血的3期临床试验，并已经完成所有患者注册。

Editas Medicine：EDIT-301

EDIT-301是一款体外基因编辑疗法，曾获FDA授予治疗β-地中海贫血的罕见儿科疾病认定。该产品由患者来源的CD34+造血干细胞和祖细胞组成，它使用进行CRISPR基因编辑的新型Cas酶AsCas12a，对细胞编码胎儿血红蛋白的基因的启动子进行编辑。经过基因编辑的CD34+细胞生成的红细胞中胎儿血红蛋白的表达持续增加，可以替代“β珠蛋白”的作用，有望为患者带来“一次治疗，终身获益”的新选择。目前，Editas公司已经在输血依赖型β-地中海贫血患者中启动EDIT-301的1/2期临床研究。

Sangamo Therapeutics/赛诺菲：ST-400

ST-400（BIVV003）是一款自体细胞疗法，它使用ZFN基因编辑系统对从患者体内获得的造血干细胞和祖细胞（HSPCs）进行基因编辑，通过对BCL11A基因的编辑让细胞能够重新表达胎儿血红蛋白。早前学术年会上公布的初步数据表明，接受改造过的HSPCs治疗的3名患者中，有两名患者的胎儿血红蛋白水平显著提高。目前，ST-400正在开展治疗输血依赖型β-地中海贫血的1/2期临床研究，预计2023年3月临床试验结束。

博雅辑因：ET-01

ET-01是一款自体的体外基因编辑细胞疗法研究产品，拟开发用于治疗输血依赖型β-地中海贫血。该产品通过基因编辑使得被抑制的胎儿血红蛋白重新被表达，从而达到疾病治疗的目的。具体而言，研究人员通常先从患者骨髓中采集造血干细胞。由于造血干细胞主要存在于CD34+细胞群，需要先富集CD34+细胞群后，用CRISPR基因编辑系统对相关基因进行编辑，进而制成产品，再回输至患者体内进行治疗，分化长成的红细胞则提高了胎儿血红蛋白水平。目前，ET-01治疗输血依赖型β-地中海贫血的多中心1期临床试验正在稳步推进中，并已完成全部患者入组。

邦耀生物：BRL-101

BRL-101是一款基因治疗产品，主要适应症为β-地中海贫血。公开资料显示，该公司造血干细胞平台（ModiHSC®）主要是利用基因编辑系统对患者的造血干细胞进行基因修饰，修饰后的造血干细胞回输到患者体内，通过自我更新和分化重建修饰细胞群体，从而达到治疗血液系统疾病的目的。此前，BRL-101已在由研究者发起的临床研究（IIT）中取得良好效果，中国多例β-地中海贫血患者已在治疗后出院，且已摆脱输血依赖，其中2例患者摆脱输血依赖已超2年。8月15日，BRL-101在中国获批开展治疗β-地中海贫血的临床试验。

瑞风生物：RM-001

RM-001是一款以HBG为靶点的体外基因编辑药物。该产品利用CRISPR/Cas基因编辑技术长久修饰γ-珠蛋白启动子，激活人体内天然胎儿血红蛋白合成，使红细胞恢复正常生理功能并摆脱输血，达到单次给药根治β-地中海贫血的目的。在早期临床研究中，这款产品在5例输血依赖型β-地中海贫血患者取得不错的治疗效果，其中包括一名成年患者。该数据已在2022年第27届欧洲血液学年会（EHA）上报道。8月15日，RM-001在中国获批开展治疗β-地中海贫血的临床试验。

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直面挑战，迈向未来

在过去的几十年中，地中海贫血治疗领域发生了巨大的变化。传统疗法和治愈性疗法的改进，以及治疗方法的个体化，大大改善了患者的生活质量。其中，具有治愈潜力的基因治疗更是从一种遥远的可能性，发展成为β-地中海贫血患者一种可行的临床治疗新选择。

不过《柳叶刀》在2022年6月发表的一篇综述中指出，当前行业在研究过程中正面临一些待解决的问题。如，体内造血干细胞的运作和扩增仍然繁琐且数量低，因此需要改进相关技术，而与毒性相关的制备性清髓方案仍然是必须的。在未来的临床应用中，产业还需要特别关注产品的长期疗效（如总血红蛋白和血红蛋白组成、输血需求、残余无效红细胞生成和临床并发症）、短期和长期安全性（特别是在致癌方面）、可及性等问题。此外，如何降低开发和制造成本，并大规模生产这些基因治疗产品，提高患者可及性也是当前行业面临的另一大难题。

随着科学的进步和技术的突破，相信未来基因疗法的治疗潜力将被不断发掘，并且成本会不断降低，以及扩展至更广泛的适应症人群。未来，更多的患者将迎来负担得起的“一次治疗，终身获益”的治疗选择。