2020年12月17日

中国科学家丨世界首例基因编辑干细胞治疗艾滋病合并白血病患者

  • 李辉时空
  • 2019-09-17 09:00:00


2019年9月11日,国内外艾滋病学术界对一项研究争相报道:
9月11日,北京大学-清华大学生命科学联合中心邓宏魁研究组、解放军总医院第五医学中心陈虎研究组及首都医科大学附属北京佑安医院吴昊研究组合作在顶级医学杂志《新英格兰医学杂志》(The New England Journal of Medicine)发表了题为《利用CRISPR基因编辑的成体造血干细胞在患有艾滋病合并急性淋巴细胞白血病患者中的长期重建》(CRISPR-Edited Stem Cells in a Patient with HIV and Acute Lymphocytic Leukemia)的研究论文,建立了基于CRISPR在人成体造血干细胞上进行CCR5基因编辑的技术体系,实现了经基因编辑后的成体造血干细胞在人体内长期稳定的造血系统重建。
这项研究对艾滋病治疗有什么意义呢?首先从艾滋病治愈谈起:
关于治愈
目前世界上唯一一例被认为治愈的艾滋病患者为10年前的“柏林病人”,众所周知“柏林病人”通过造血干细胞移植治疗急性髓系白血病,而供体细胞恰好具有CCR5Δ32/Δ32 突变,骨髓移植后,患者的HIV得到长期缓解。
第二例患者,也称为“伦敦病人”。2019年3月6日,来自英国伦敦大学学院、剑桥大学等处的科学家报告世界上第二例经干细胞移植后HIV-1感染得以缓解的病例。截止到论文发表的时间为止,患者的病情已经缓解了18个月,但是作者提醒,要说患者的艾滋病已经“被治愈”还为时尚早。
CCR5为何方神圣
HIV病毒之所以能够摧毁人体的免疫力,因为它能感染免疫系统中十分重要的CD4+T淋巴细胞。绝大多数HIV入侵免疫细胞的过程中,需要借助CD4+T淋巴细胞表面的两种“路标”蛋白来引路,一种是CD4,另一种就是CCR5。也有少数HIV入侵需要的第二种蛋白是CXCR4而非CCR5。
研究发现大概1%的白人天生对艾滋病免疫。此前的研究发现,这1%的白人缺失CCR5,对多数HIV病毒来说,也就失去了进攻CD4的“路标”,导致HIV在这些人体内不能被复制。
值得一提的是,HIV病毒入侵T细胞的主要共受体CCR5于1996年被发现,这认为是艾滋病领域的里程碑式进展,主要发现者之一邓宏魁,是本次研究的主要成员。
“中国病人”
27岁的男性患者于2016年5月被相继诊断出患有艾滋病和急性淋巴细胞白血病,中国科学家邓宏魁、陈虎、吴昊等人利用CRISPR编辑CCR5的HSPCs干细胞移植对该患者进行了治疗。研究人员利用一种新型的非病毒转染方式高效率地编辑CCR5基因,编辑的干细胞能够分化成多种谱系细胞,且保留CCR5编辑效果,维持达19个月;
本次干细胞移植治疗使病人的急性淋巴白血病得到形态上完全缓解,另外也并没有出现明显的编辑后副反应,但对抵制HIV感染效果欠佳,需要进一步探索。
与前两例的区别
前两例病人直接移植“天然”CCR5基因缺失(CCR5-Δ32)
邓宏魁等人合作成立的研究团队报道的“中国病人”,是全球范围内首例利用第三代基因编辑技术CRISPR-Cas9在HSPCs(造血干细胞和祖细胞)中编辑CCR5基因并成功移植到一名同时患有HIV和急性淋巴细胞白血病的27岁男性患者案例。
在此番这项最新研究中,27岁的男性患者于2016年5月被相继诊断出患有艾滋病和急性淋巴细胞白血病。经过1年的艾滋病抗逆转录病毒治疗后,邓宏魁、陈虎、吴昊等人带领的研究团队将供者CCR5敲除后的CD34+成体造血干细胞回输到患有白血病合并艾滋病的患者体内,进行了长达两年的移植重建及基因编辑效果的评价。


基因编辑的造血干细胞移植流程图
令人遗憾的是,作为全国造血干细胞移植领域的领军人物,也就是本次论文的通讯作者之一、全军造血干细胞移植中心主任、血液病专业委员会副主任、国家科技进步一等奖获得者、中国科学院院士候选人、解放军总医院第五医学中心(原307医院)教授陈虎,已于2019年7月24日因病逝世,享年57岁。而攻克艾滋病正是陈虎的一大未完成的遗愿。
意义
“柏林病人”和“伦敦病人”是利用“天然”CCR5基因缺失(CCR5-Δ32)治愈艾滋病的典型范例。但由于这天然缺失在自然界概率少的可怜,因此,通过基因编辑敲除成体造血干细胞CCR5基因,再将编辑后的细胞移植到艾滋病患者体内成为了“功能性治愈”艾滋病的新策略。
这是世界上首次报道通过基因编辑技术敲除人体造血干细胞CCR5基因,回输给患有艾滋病及急性淋巴细胞白血病患者,在安全性和有效性等研究方面,获得了宝贵的数据,取得了长足的进步,为caoporm-超频在线视频进一步完善利用基因编辑技术治疗和治愈艾滋病提供了重要的参考和指导。
今天的研究报告,为caoporm-超频在线视频利用成体造血干细胞基因编辑和移植技术治疗艾滋病提供了宝贵的信息和经验,对一些关键的结论和临床表现,还需要对患者开展长期随访观察。但是随着造血干细胞和诱导性多能干细胞(iPSC)研究的进展,以及基因编辑技术和递送效率的提高,caoporm-超频在线视频有理由相信,新一代的基因编辑技术一定能够在治疗和治愈艾滋病的道路上发挥更大的作用。
此文章最后一位作者也是共同通讯作者陈虎教授是中国造血干细胞领域的优秀人物,在此研究中起到关键的作用,只是不幸的是陈虎教授在此文章修订期间英年早逝。这篇文章的发表也是对陈虎教授最好的怀念。

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