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用基因编辑彻底治愈乙肝 此路可通?

更新时间:2018-1-27    作者:佚名    文章来源:新浪
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乙肝的检测及治疗,图片来自GLOBAL HEPATITIS REPORT,2017,WHO

乙型病毒性肝炎(乙肝)是由乙型肝炎病毒(HBV)引起的一种以肝脏病变为主的传染性疾病,每年在全球导致超百万人死亡。然而到目前为止,市面上并没有任何药物和疗法可根治乙肝。乙型肝炎病毒的持续感染是亟待解决的问题。(文末附乙肝全球感染及治疗现状介绍)

如下图所示,红框中是乙肝持续感染的主要原因。即cccDNA(耦合闭环DNA)和基因组整合DNA的持续存在及难于清除。cccDNA几乎是乙肝病毒生命周期中最为重要的一环,是病毒复制扩增的模板。一旦患者出现抵抗力下降,乙肝病毒就会据此卷土重来。此外,整合入人肝细胞基因组中的乙肝病毒DNA也可能在某些情况下开始蛋白的表达及病毒核酸的复制。

用基因编辑根治乙型肝炎,此路可通?

乙肝病毒生活史,橘色T字符表示上市及在研药物/疗法的作用阶段

ZFN、TALEN及CRISPR-Cas9等基因编辑系统是解决这一问题的希望。目前,利用基因编辑系统清除乙肝病毒cccDNA及基因组插入DNA已经在一些细胞模型及实验动物模型上得到了概念验证。其中,CRISPR相对来说是其中较为廉价、使用起来更为方便的工具。而使用基因编辑的方法彻底治愈乙肝,还需要解决以下一些问题:

1.目前测量cccDNA含量的方法欠准确,且容易被很多其他物质干扰。需要一个更为准确的测量方法评估基因编辑工具对cccDNA的切割作用及效率。

2.脱靶。需要尽可能降低基因编辑工具的脱靶率,让其精准破坏cccDNA等病毒核酸而不影响机体细胞的正常基因组及其他核酸序列。

3.提高基因编辑系统的体内递送效率。通过优化递送系统,将基因编辑工具准确高效地递送到需要编辑的细胞里。

4.尽量回避或克服免疫系统对基因编辑的影响。因为这些用于基因编辑及递送的工具,多是一些外源物质,可引起机体免疫或毒性反应。加速好不容易导入体内的基因编辑工具的清除,同时给细胞及机体组织造成伤害。

其实利用基因组编辑技术治疗乙肝目前还处于较为早期的研发阶段。但已有少数公司据此开始了慢性乙型肝炎根治疗法的商业化开发。

例如Intellia Therapeutics,由CRISPR发现者之一的JenniferA. Doudna创立于2013年。该公司最近的一次乙肝治疗相关成果公布在其2016年的年报,显示其相关研究还处于细胞水平。从其进展来看,该项目显然不是该公司现阶段的重点。然而作为Intellia公司的体内基因编辑治疗项目之一,该项目使用的同样也是Intellia基于自主知识产权建立起来的LNP(脂质纳米颗粒)递送系统。LNP相对于传统的病毒递送系统,至少在递送过程中,可以较好地回避机体免疫系统的攻击,将编码CRISPR-Cas9基因编辑系统的核酸安全递送入细胞。

利用该系统递送CRISPR-Cas9的体内基因编辑方法,其安全性和效率在该公司其他肝脏项目的动物实验中得到了较好的验证。结果显示,该方法在小鼠体内的编辑效率可达到70%,而这些经过编辑的细胞中有97%有功能性的治愈效果。而在非人灵长类动物体内的编辑效率目前达到了20%。

用基因编辑根治乙型肝炎,此路可通?

Intellia Therapeutics 体内基因编辑治疗项目进展

当然,在这个过程中,当CRISPR-Cas9进入细胞,开始表达,产生Cas9蛋白等时,身体针对这些外源物质的免疫反应就有可能被激活,从而影响基因编辑效率,甚至因为一些过度的免疫反应造成细胞组织损伤,危害生命。如果人体内有预先存在的Cas9相关抗体或免疫记忆的话,情况可能会更加严重。最近刚在预印本bioRxiv上线就在朋友圈引发热烈讨论的文章:Identification of Pre-Existing Adaptive Immunity to Cas9Proteins in Humans,其实就是说明了这么一种可能性。

而据Intellia Therapeutics公司2017年10月的报告显示,动物试验中,虽然CRISPR-Cas9相关物质会迅速被身体清除,但仍具有如前所述较高的基因编辑效率。另外,该公司检测了多次体内注射LNP+CRISPR-Cas9表达系统产生的影响,结果显示非人灵长类动物不仅对此耐受良好无明显不良反应,且被编辑肝细胞比例得到了进一步提升。如果情况属实,那么说明即使是体内预先就存在对于Cas9等物质的免疫记忆,再次接触Cas9对机体造成的影响也是可控的。当然,这还需要未来更多动物实验及临床试验的进一步验证。而这些结果同时也为未来乙肝的基因编辑治疗打下了基础。

因此,可以说利用基因编辑彻底根治乙肝的想法是很有希望实现的。但是,从目前的情况看,该方法要真正开始发挥治病救人的作用还有相当相当长的一段路要走。而在这长长的路途中,是否会有其他更为便捷有效的替代性疗法出现也不得而知。

未来,让我们拭目以待。

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附:乙肝全球感染及治疗现状介绍

定义:乙型病毒性肝炎是由乙型肝炎病毒(HBV)引起的一种以肝脏病变为主的传染性疾病。可通过血液传播、性传播,及母婴传播。

全球现状:乙肝是全世界引起肝炎性死亡人数最多的疾病。仅2015年一年,就有约105万人死于乙肝病毒。2017年世界卫生组织发布的《全球肝炎报告》显示,2015年全球有超过2.57亿人受到乙肝病毒持续感染,其中已发展为慢性乙肝的超过2000万。慢性乙型肝炎可最终引起肝脏纤维化、肝硬化、肝癌等高死亡率病征。据统计,世界上60%的肝癌正是由慢性乙型肝炎引起的。

中国现状:目前在中国,慢性乙型肝炎的治疗已纳入医保。常使用干扰素PEG-IFN-α、核酸类反转录酶抑制剂替诺福韦等药物进行治疗,每人每年的花费总额约为19000元。

Tags:基因编辑,彻底治愈,监测  
责任编辑:adminhbv
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