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柏林病人不再成孤例?中国科学家用基因编辑干细胞治艾滋病白血病

2020-01-01 10:53:49医学界
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核心提示:  携带CCR5突变的编辑细胞已在受体体内存活19个月。


  12月8日凌晨,《自然》发布了“2019年影响世界的十大科学人物。”北京大学-清华大学生命科学联合中心的中国干细胞生物学家邓宏魁入选,引其各方关注。

  虽然对于学者来说,登榜《自然》是一件荣耀的事,但是,在学术圈里的人却更关注他的获奖理由:第一个发表利用 CRISPR 基因编辑技术对成人细胞进行编辑的临床试验结果的人。

  为什么呢?

  界妹用最简单的话来翻译一下:通过基因编辑干细胞治疗罹患白血病的HIV(艾滋病)患者,且取得了初步成功。这意味着在不久的将来,闻名于世的“柏林病人”——迄今为止唯一一位被治愈的艾滋病患者——或许将不再是孤例。

  2006年,美国HIV患者布朗在德国柏林被确诊急性骨髓性白血病。他的主治胡特尔医生打破常规,成功找到一位对HIV病毒有抗性骨髓捐赠者(CCR5蛋白质基因突变导致HIV病毒无法入侵细胞)为其匹配,布朗在治愈白血病的同时也治愈了HIV,震惊了世界。

  柏林病人的治愈之谜

  胡特尔医生之所以敢放手一搏,是因为1996年HIV研究取得了突破性进展,HIV病毒入侵T细胞的主要供体CCR5被发现。

  HIV病毒入侵细胞时,其表面的某种蛋白通过CCR5的帮助后,会与CD4阳性T细胞表面的受体结合,从而让T细胞无法识别病毒,破坏人体免疫系统。

  研究发现,约有1%的欧洲白人拥有纯合的CCR5突变基因,无法帮助HIV病毒入侵T细胞,因此这部分人基本不会感染HIV病毒;10%拥有CCR5突变基因杂合子的人抵御感染HIV病毒能力得到大大提升。

  作为1996年重大突破发现者之一的邓宏魁,此次带领团队研究的方法正是借鉴了“柏林病人”,不同的是,“柏林病人”输回的是天然的CCR5突变基因,而邓宏魁团队为患者输回的是人工剪辑的CCR5突变基因,这一研究被发表在了今年9月11日《新英格兰医学杂志》上。

  复制“柏林病人”的医学奇迹

  邓宏魁团队研究的对象是一名27岁男子,他于2016年5月14日、30日先后确诊艾滋病、急性淋巴细胞白血病。当时,他的HIV病毒载量为8.5×106/ml,CD4+细胞计数为528×106/L。

  为了控制病情,患者立即开始服用抗逆转录病毒药物(拉米夫定300mg /天,替诺福韦每日300mg/天,洛匹那韦(400mg)-利托那韦(100mg)2次/天)。经过1年的治疗,HIV病毒得到了有效控制,血清中几乎几乎检测不到HIV RNA病毒。

  接着,患者又接受了6个疗程的急性淋巴细胞白血病标准化疗,得到了完全缓解。在第5、6疗程前,流式细胞检测报告白血病细胞分别为3.1%、0.04%,第6疗程后则无法检测到。

  2017年7月9日,患者接受了一名33岁男性的骨髓配型捐赠。而在捐赠前,邓宏魁团队对回输的造血干细胞进行了基因编辑。

  首先,邓宏魁团队从采集的患者外周血中提出了造血干细胞,利用CRISPR/Cas9技术敲除了CCR5基因,将其转变为阴性。然后,将这些编辑过的细胞与捐赠者的干细胞一起回输患者体内。

  为了预测脱靶情况,团队对编辑后的细胞和移植后的细胞进行了全基因组测序,结果显示:CCR5基因敲出率达17.8%。

  研究结果显示,在移植的19个月中,CCR5基因消融率处于5.20% - 8.28% 之间。也就是说,携带CCR5突变的编辑细胞一直存在着。

  此外研究还显示,患者短暂停止服用抗HIV病毒药物期间,CD4细胞中的CCR5基因编辑效率有明显上升,证明了CCR5基因编辑的T细胞表现出一定程度抵御HIV感染的能力;且基因编辑效果在血液细胞中始终稳定存在,未发现基因编辑造成的脱靶及其他副作用。这充分论证了CRISPR-Cas9编辑的细胞成为骨髓移植的一部分的安全性。

  “柏林病人”后,有不少人尝试去复制,但由于CCR5基因纯合突变极为难得,且移植技术又要求较高,一直以来迟迟未能复制成功,甚至有相当一部分人认为这是撞大运事件。邓宏魁团队研究成果似乎让这道原先被关起来的门又重新透出一丝光亮来,或许未来HIV真的有望被治愈。

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