基因療法也許會給HIV病毒感染者帶來希望

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編者按:幾十年來,艾滋病一直都是醫學攻關的難題之一。然後,近年來,出現了越來越多的通過基因技術來治癒艾滋病的治療方案。這篇文章,原標題是The Gene Fix That Might Cure HIV,作者Emily Mullin在文中就介紹了基因療法治療艾滋病的有關發展。

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基因疗法也许会给HIV病毒感染者带来希望

圖片來源:Seth Pincus, Elizabeth Fischer and Austin Athman, National Institute of Allergy and Infectious Diseases, National Institutes of Health

上個世紀90年代中期,科學家們做出了一個引人好奇並且具有重要意義的發現:一位名叫史蒂夫·克羅恩(Stephen Crohn)的畫家,似乎對HIV病毒是免疫的。

在揭示這個發現的前幾年裡,克羅恩的男朋友以及他身邊的許多朋友都因感染艾滋病而相繼離世。然而,儘管克羅恩與其它HIV病毒攜帶者都保持著活躍的性關係,他似乎卻從來沒有感染上HIV病毒。

而根據研究人員的發現,這背後的原因,在於克羅恩的基因中有一個叫做CCR5的突變基因,它可以有效地防止HIV病毒侵入體內的免疫細胞中。

在隨後的幾十年中,研究HIV病毒的科研人員,就展開了對這個德爾塔32突變基因的特別研究。這個突變基因,也是中國科學家賀建奎嘗試著去複製的基因。去年,他通過CRISPR基因編輯技術來編輯人體胚胎的案例,也震驚了整個科學界。隨後出世的一對雙胞胎女孩,也是全球首例通過基因編輯而出世的嬰兒。

如今,有一些研究團隊正嘗試著重建針對HIV病毒感染者的稀有保護性突變基因,旨在儘早地成功治癒這種病毒。

其中,有一個來自美國馬里蘭州的生物科技公司美國基因技術(American Gene Technologies),計劃在今年底之前開啟一項臨床試驗。一部分科學家認為,藉助DNA或者RNA等基因材料的治療方案,是目前能夠治癒HIV病毒的最有效的一次性長期解決方案。在全球,有超過3200萬人都因感染HIV病毒而去世。然而,這些所謂的基因編輯技術,卻面臨著重重挑戰。

截至目前,世界上只有兩例成功治癒HIV病毒的案例。其中一位是被稱作“柏林病人”的蒂莫西·雷·布朗(Timothy Ray Brown),而另一位則是最近才知曉的來自倫敦的匿名病人。

兩例案例中,患者都通過接受骨髓移植來治療了血癌,其骨髓捐贈者也都攜帶了CCR5突變基因。在骨髓移植過程中,會把捐贈者的健康造血幹細胞替換接受者的不健康造血幹細胞,從而可以繼續分化並構成一系列免疫細胞。

總之,通過骨髓移植,可以“重置”兩名患者的整個免疫系統,並在這個過程中治癒HIV病毒。

然而,不太現實的是,不是所有HIV病毒感染者都能夠接受骨髓移植。

首先,要找到匹配的骨髓捐贈者都不簡單,更不要說骨髓捐贈者體內基因還自帶CCR5突變基因了。

據瞭解,在具有歐洲血統的人群當中,只有約1%的人群才帶有兩個突變基因。而要對HIV病毒產生抵抗力,一個人必須通過遺傳獲得兩個突變基因(一個來自父親,一個來自母親)。

此外,骨髓移植也帶有一定的風險性,畢竟可能產生捐贈者細胞損害接受者細胞的情況。

然而,基因編輯療法卻可以避開這一系列問題。

美國基因技術公司的科學家通過編輯無害病毒,從而讓其攜帶一種可以“抵抗”CCR5突變基因的RNA分子。這種實驗療法,需要用到感染HIV病毒患者的400毫升血液。

通過某種技術,可以將血液中可以抵抗感染的免疫細胞T細胞分離出來。隨後,科學家會在實驗室中培養並增殖更多T細胞,並用它們來治療經過編輯的病毒。大概兩週過後,再將這些經過編輯的細胞注入患者體中。而這個過程,也就是治療HIV病毒的一次性治療方案。

“我們認為,通過這種方式,可以讓患者體內的免疫系統恢復到正常情況。”美國基因技術公司CEO傑夫·高爾文(Jeff Galvin)說。

該公司的科學家們在其實驗室中通過從13名HIV病毒感染者的血液中提取T細胞的方法,測試並驗證了該治療方案。

據高爾文所稱,在對該治療方案驗證後,這些被治癒的細胞就沒有再受到HIV病毒的感染了。自那以後,該公司就與美國國家衛生研究院(National Institutes of Health)組織下的國家感染性疾病研究所(National Institute of Allergy and Infectious Diseases)達成了合作伙伴關係。該機構也在針對人體細胞測試前述基因療法。

高爾文稱,他希望今年年底前能夠招募到15至18名患者並參與他的臨床試驗。美國馬里蘭大學巴爾的摩分校(University of Maryland, Baltimore)將是其臨床試驗基地之一。

針對其招募標準而言,首先患者體內必須有足夠的可用於治療的T細胞。而這個標準,就已經存在一定的問題,因為如果患者的HIV病毒沒有治癒的話,其體內T細胞數量是極少的。然而,如果藉助於可以防治HIV病毒的抗逆轉錄病毒藥物的話,那還是有機會恢復部分這些免疫細胞的。

此外,雖然藉助於抗逆轉錄病毒藥物的治療方法也有效,但它通常都會產生一系列嚴重的副作用,比如厭食、疲勞、嘔吐甚至情緒變幻莫測等。

據高爾文稱,也正是基於這個原因,他的公司才對基因療法如此感興趣。“我們也急需為這些HIV病毒感染者帶來希望,讓他們再次感受到生命的意義。”高爾文說。

漢斯-彼特·基姆博士(Dr. Hans-Peter Kiem)是美國西雅圖哈欽森弗萊德癌症研究中心(Fred Hutchinson Cancer Research Center)的幹細胞與基因治療項目的負責人,他也是眾多有興趣研究通過基因療法來治癒HIV病毒的科學家之一。

基姆博士的團隊,通過CRISPR基因編輯工具將CCR5突變基因用在了猴子身上。最開始,他們從感染類似於HIV病毒的獼猴身上提取了骨髓幹細胞,然後用CRISPR編輯了CCR5基因,最後再將該細胞移植回獼猴的體內。

經過編輯的基因會不斷增殖,並且還會開始分化出健康的能夠抵抗病毒的新細胞。整個過程與骨髓移植相似,只不過幹細胞取自於同種動物,而不是捐贈人,從而減少了不匹配的風險。

但是,隨著時間的推移,獼猴體內受過編輯的細胞數量會不斷減少,因此獼猴也不會完全痊癒。基姆博士的團隊也正在著力研究並提升這項技術。“我們目前還無法確認的是,單單靠CCR5基因編輯方法,是否足以治癒該病毒。”基姆說。

來自美國加利福尼亞州的生物製藥公司Sangamo Therapeutics也嘗試過CCR5基因編輯方法。

10多年前,該公司就開啟了一項臨床實驗,旨在從HIV病毒感染者身上提取並編輯T細胞,而當時還採用的是一種較老的叫做鋅指核酸酶(ZFNs)的基因編輯工具。只不過,該公司的做法喜憂參半。

根據其2014年的一篇研究報告,有4名患者的血液中的HIV病毒載量都出現了下降。其中,有1名患者身上甚至無法再檢測到HIV病毒。而結果發現,據稱這名患者的CCR5基因中已經存在一個突變基因。然而,接受過該公司臨床實驗的100名患者中,大多數人仍然需要每日服藥,從而去抵抗HIV病毒。

然而,諷刺的是,抗逆轉錄病毒藥物治療HIV的成功,只能意味著,要想獲得美國食品和藥物管理局(FDA)的批准,任何通過基因技術治療HIV病毒的療法,都會面臨較高的標準。

“感染HIV病毒的患者,如果每天堅持服用一兩片藥,那大體上來說,這個病情是完成可以緩解的。”哈佛大學醫學院教學附屬佈列根和婦女醫院(Brigham and Women’s Hospital)的傳染病醫生保羅·薩克斯博士(Dr. Paul Sax)說。“因此,任何基於此療法基礎上的改善,都必須得到充分的安全保障。”

根據《自然醫學》(Nature Medicine)最新的一篇研究報告,如果患者體內攜帶雙重CCR5突變基因的話,那他很可能壽命較短。

研究人員查閱了大約40萬人的死亡記錄後發現,這類患者在76歲之前去世的可能性比攜帶單個CCR5突變基因的人高21%。

而據薩克斯博士解釋稱,之所以有這個研究發現,其中一個可能的原因是,攜帶這些突變基因的人更容易受流感等病毒感染,而老年人如果感染上這些病毒,則很容易致命。

因此,薩克斯博士也提醒稱,對於感染HIV病毒的患者來說,如果在CCR5突變基因的治療方面處理不當的話,也可能會導致意想不到的結果。“它是否會造成有害健康的後果呢?這個答案還無人能知。”

即便如此,如果某種基因療法能夠真正地做到治癒HIV病毒並且能夠獲得FDA的批准的話,另一個讓薩克斯博士比較擔憂的問題就是,對於全球範圍內感染HIV病毒的約3700萬名患者(其中有約110萬居住在美國境內)而言,其背後高昂的治療費用又該如何解決呢?

許多基因療法的治療費用都使人瞠目,費用甚至高達37.3萬美元至210萬美元。

而針對目前這些挑戰,薩克斯博士及有關人士卻都認為,對於治療HIV病毒的長期療法而言,基因療法可能是目前最好的發展方向。他說,“基因療法可能是目前發展潛力最好的一種治療方案。”


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