世界首例基因编辑人体干细胞治疗 HIV 和白血病患者,具有怎样的意义?

中国科学家报道世界首例基因编辑人体干细胞治疗 HIV 和白血病患者,具有怎样的意义?
图片:allinonemovie / CC0 中国科学家报道宿世界首例基因编纂人体干细胞治疗 HIV 和白血病患者,具有如何的意义? Nature天然科研,思惟常新者以天然为其靠得住之依据

谢邀。以下节选自这篇文章:

天然科研中国科学家初次测验考试用治疗传染

中国科学家对人类干细胞进行基因编纂,使其自然可以或许抵御 HIV 并将其移植到一名罹患血液系统肿瘤的 HIV 传染者身上。经基因编纂的细胞在患者体内持续存活了一年多且未引起较着副感化,但细胞数目较少,不足以降低血液中 HIV 的病毒载量。

这是在利用基因编纂手艺治疗人类疾病道路上迈出的主要一步,”加州大学伯克利分校的生物学家 Fyodor Urnov 说,“因为这项研究,我们知道了这些经编纂的细胞可以在患者体内存活,并且是长时候存活。”

该研究[1]于 9 月 11 日颁发在《新英格兰医学杂志》上。论文本家儿要作者、海说神聊京大学生物学家邓宏魁传授暗示,这项研究的灵感来自于十多年前一则骨髓移植似乎治愈了 HIV 传染的病例报道

突变带来的但愿

2007 年,Timothy Ray Brown,最初被称为“柏林病人”,因为白血病接管了骨髓移植。但骨髓供体很是特别,他携带了出格版本的 CCR5 基因,对 HIV 具有免疫力。

凡是环境下,CCR5 基因编码的是白细胞上的一种受体,HIV 病毒本家儿要经由过程该受体进入细胞。若是个别携带两个 CCR5 突变拷贝,这种受体味发生弯曲并阻止某些 HIV 病毒株进入细胞。但这种抗 HIV 基因出格罕有:仅在 1%的欧洲血统生齿中有发现,在其他种族群体中几乎不存在。

大夫们但愿经由过程骨髓移植,用对 HIV 有抵当力的免疫细胞代替 Brown 原有的免疫细胞——他们也确实当作功了。已经快曩昔 13 年了,Brown 的血液中未再检测到 HIV 病毒存在的迹象,白血病则处于持续缓解期。本年 3 月,研究人员报道第二名患者在英国接管了近似的手术,并被治愈[2](点击查看该报道:干细胞疗法再度当作功断根病毒但说被治愈为时尚早)。

邓传授但愿经由过程CRISPR 基因编纂手艺对来自正常供体的血液干细胞进行基因编纂,使其具备 HIV 抵当性,进而让这种潜在的治愈方式更具可推广性。他和他的同事们在一名 27 岁的中国男性身上对这种方式进行了测试,该男人携带 HIV 且罹患白血病,需进行骨髓移植手术。他们从供体内提取骨髓干细胞,并操纵CRISPR-Cas9 手艺将其转化为 CCR5 突变体

开初,研究人员无法经由过程 CRISPR 敲除干细胞中的 CCR5。“我那时想,哇,这些细胞还真顽固。”邓传授说。最终,研究团队当作功对 17.8%的供体干细胞进行了基因编纂

平安第一

为最大限度地提高骨髓移植治疗患者白血病的概率,研究人员将经基因编纂的干细胞与原始干细胞进行了夹杂。研究团队在移植后对该患者进行了持续监测,以领会经基因编纂的细胞可否存活和复制,是否能治愈 HIV 传染,以及最主要的——治疗是否平安。

“这是第一次试验,是以我们最存眷的是治疗是否平安。”邓传授说。

在人体内利用 CRISPR 基因编纂手艺仍然存在争议,部门否决的声音本家儿如果担忧其可能发生副感化。有研究表白,在尝试室中 CRISPR 有时可能会造当作预料外的基因突变[3]——若是在人体内发生,厥后果可能是灾难性的。

骨髓移植术后 19 个月,患者体内仍能检测到经 CRISPR 编纂的干细胞,尽管它们仅占患者总干细胞的 5-8%。换句话说,略跨越一半的基因编纂干细胞在移植后灭亡了。此外,尽管该男人的白血病持续缓解,但他体内仍可检测 HIV。

“5%不足以降低病毒载量,对于这一成果我毫不料外,”Urnov 说,“但至少我们知道经 CRISPR 编纂的细胞可以持续存在,以及 5%这个数字还不敷。”

而邓传授最在意的仍是经基因编纂的细胞并未对这名男人造当作任何不良影响。不仅如斯,研究人员对这些细胞进行基因组测序时,也未发现任何预料之外的基因突变证据。

更进一步

“这项发现对整个范畴来说确实是个好动静,”美国宾夕法尼亚大学的免疫学家 Carl June 说,“我们此刻知道,我们原则上可以利用 CRISPR 手艺编纂人类干细胞,编纂后的细胞可以在患者体内持续存活且不会造当作不良影响。”

June 暗示,邓传授的研究为摸索利用 CRISPR 基因编纂手艺治疗其他血液疾病,如镰状细胞贫血,打开了新的大门。他着重强调此次研究遵循了严酷的伦理规范,包罗取得了受试对象的知情赞成。

基因编纂手艺的前进意味着,研究人员此刻可以以高于 17.8%的当作功率对干细胞进行编纂;但这也陪伴着风险,因为CRISPR 每次切割基因组时都有可能发生错误。基因编纂效率提高意味着切割次数增添,那么发生错误的几率也便更大。

“这项研究并未取得周全胜利,但它会鞭策范畴标的目的前成长。”Urnov 说。若是研究中发现这种操作不平安,那么监管机构可能会禁止将来开展近似的研究。但此刻,研究人员可以用这项研究作为依据,证实这类研究不仅是平安的,甚至还可能带来丰硕的当作果。

Nature|doi: 10.1038/d41586-019-02719-w

  • 发表于 2019-09-25 21:42
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