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本次以“突破瓶颈 打造医健产业新引擎”为主题，设一场主论坛和八场主题论坛，从前沿创新突破、临床应用拓展、工艺技术优化、商业化开发等多个全新视角推动CGT技术开发与应用，成就健康产业未来。 26岁的Saritee Sanodiya，无数天都在怀疑自己能否过上“正常”生活。 成长过程中，她经常因为血红蛋白水平突然下降等问题而去医院。高烧、剧烈头痛、极度疲劳、呼吸困难，这些症状可以持续几天甚至数周。“它们突然出现，这种痛苦很难描述，无法忍受。有时你会失去活下去的想法。” 医生通过输血治疗贫血，使用止痛药来缓解病人身体的不适。症状会逐渐消退，但几个月后又卷土重来。 直到2018年，Sanodiya在第一次孕检时，进行了镰状细胞病（SCD）血液检测，笼罩在她身上的疑云才消散。阳性结果意味着，基因突变让她携带了非正常的红细胞。 Sanodiya从未听说过这种疾病。其实，跟她拥有相似遭遇的人恒河沙数，尤其在印度——这里是世界上SCD发病率最高的国家之一。 好消息是，2023年FDA批准了两款基因疗法，能从根本上解决这种疾病。不过，一针高达上百万美元的售价，也直接宣告用得上它们的人群有限。许多中低收入国家的卫生保健系统，以及像Sanodiya这样的患者，都无法负担这些成本。 目前，印度的研究人员试图开发类似的产品，并以更低的价格向国内市场提供。 低价版基因疗法并不是印度在CGT领域的首次尝试。3月，Nature的一篇文章就介绍，当地一家药企ImmunoACT开发出的CAR-T疗法，单次治疗费用仅3-4万美元，几乎只有美国同类产品的十分之一。 一系列因素促成了上述结果，例如，印度有特殊的专利保护法律、仿制药开发经验。可这种成功会不会在SCD基因疗法上得到复制，仍是一个未知数。 1 性命攸关 The Lancet Haematology介绍，作为一个多世纪以前科学文献中记录的首种单基因疾病，SCD仍然是一种发病率和死亡率很高的疾病。 根据相关量化研究，科学家估计，全球每年有超过30万名婴儿在出生时患有纯合子型SCD，预计到2050年，患者规模将增加到40万以上。 正常情况下，人的红细胞就像一个双凹圆盘，形态可变。但基因突变后，红细胞呈镰刀状，僵硬而粘稠，容易堵塞血管。与寿命约为120天的正常红细胞不同，这些镰状细胞只能存活10-20天。 彩色显微镜图像显示镰状细胞（上）和镰状细胞性贫血患者的正常红细胞 当血液循环中的血细胞减少，就会出现贫血。同时，肝脏的血液过滤能力难以应付大量死亡的镰状细胞，分解副产物——胆红素——便开始积聚，从而又导致黄疸。所以，这些非正常的红细胞让人产生衰弱性疼痛，并对大脑、肝脏、肾脏、心脏、肺和关节等器官造成渐进性损害。 Sanodiya确诊以来，除了怀孕那几个月，她每天都在服用羟基脲。这是一种应对SCD最常用的药片，有助于保持红细胞形状和柔韧性，减少血液中镰状细胞数量。 理论上，每日使用羟基脲可以减少疼痛发作，并最大限度地减少输血和医院就诊的需要。不过，正如波士顿儿童医院和哈佛医学院的Vijay Sankaran指出的，“并不是每个患者都有相同的反应”。 例如，Sanodiya就一直饱受折磨。今年4月，她的眼睛明显发黄，一叠的医疗记录显示，因为SCD不知跑了多少次医院，做了数不尽的胸部X光和血液检查。 尽管医生们谨慎地尝试增加Sanodiya的羟基脲剂量，对于患有严重SCD的人，骨髓移植才是一种有效的治愈方法——在FDA批准两款基因疗法之前，这某种程度是唯一的希望。 该手术涉及用匹配捐赠者（通常是兄弟姐妹）的健康细胞替换患者骨髓中的异常干细胞。印度赖布尔巴尔科医疗中心血液学家Dibyendu De表示，想要找到匹配的捐赠者非常困难。此外，如果没有经济援助或政府补贴，大多数人都无法负担手术治疗费用。 Sanodiya面临的情况正是如此。因为在私立医院接受紧急护理，她的家庭眼下负债累累。 欧美市场的基因疗法成本高昂，客观上，却给印度的SCD患者提供另一种看得到的可能。“我们距离目标还很远，但事情正在朝着正确的方向发展。”Debojyoti Chakraborty是德里基因组学和综合生物学研究所的分子生物学家，正领导着一个开发SCD基因疗法的团队。 他相信，这个目标在印度也可以实现，毕竟至少从机制上，海外同行已成功走了一遍。 2 基因疗法 多年来，研究人员一直在寻找治疗SCD和β-地中海贫血——另一种遗传性血液疾病——的更优方案，以提高胎儿血红蛋白（HbF）水平。 HbF在出生时很高，并随着儿童长大而降低，被成人血红蛋白在很大程度上取代。不过，SCD患者的骨髓通常会产生一种异常形式的血红蛋白。增加HbF的数量，有助于阻止这种镰状血红蛋白的聚合，从而减轻疾病症状并延长寿命。 2008年，Sankaran及其同事取得了突破。他们发现，沉默一种名为BCL11A的基因，可以刺激成体细胞产生HbF。“这是一个重要的里程碑。”Sankaran评价说。 为了安全地靶向BCL11A治疗SCD，该团队确定了基因中对BCL11A表达至关重要的区域，特别是在红细胞中。他们使用CRISPR基因编辑工具在这个区域进行切割并破坏DNA序列，降低BCL11A的表达，增强HbF的产生。 波士顿儿童医院和哈佛医学院的医生兼干细胞生物学家Stuart Orkin表示，这是一种迂回的方法，但它确实带来了首批上市的SCD基因疗法。 这种疗法名为Casgevy，由CRISPR Therapeutics和Vertex Pharmaceuticals开发。它需要从骨髓中取出造血干细胞，在BCL11A基因的精确位置切割两条DNA链，然后将这些编辑过的细胞输入患者体内。 数据显示，Casgevy能将成人红细胞中的HbF水平提高到约30-40%。临床试验接受治疗的30人中，有29人在至少12个月内没有出现严重症状，并且没有人需要住院治疗。 患者的长期状况如何还有待观察。但Sankaran说，这种疗法并不温和，患者必须接受彻底的化疗以清除原生干细胞，为编辑过的干细胞腾出空间。该过程可能导致不孕，患者患血癌的风险不大却会增加。 上述担忧，也适用于另一种获批的SCD基因疗法，Lyfgenia。它由Bluebird Bio开发，将产生健康血红蛋白的正确基因传递给患者的造血干细胞。这个过程在实验室中进行，然后将经过修改的细胞送回患者体内。 临床结果显示，在接受Lyfgenia治疗的33名SCD患者中，有32名在治疗后6至18个月内没有经历严重不良事件。 从2023年到2024年，中东的巴林、沙特阿拉伯，以及美国、英国、欧盟等地的监管机构批准了至少一种此类疗法，用于治疗12岁及以上患有严重SCD的患者。但它们价格昂贵，生产制造的时间长。治疗过程可能长达一年。 “到2025年，如果我们能在美国使用基因疗法治愈20-50名SCD患者，那就算幸运了。”Akshay Sharma表示。他是圣犹达儿童研究医院的儿科血液学家，负责过包括Casgevy在内的SCD治疗临床试验。 针对血红蛋白疾病的基因疗法 目前获批的基因疗法，似乎也不太可能惠及中低收入国家的患者，虽然后者才是这种疾病的主要人群。 “这些公司对在非洲、印度或巴西进行试验不感兴趣，”Sharma解释道，“它们无法在那里收取200万至300万美元的费用；它们无法从中获利，所以不想这么做。” 将基因疗法引入这些地区，必须由这些地区的科学家自己来完成。 背后不仅仅是成本问题。“如果我们不从头了解它们（基因疗法）如何与不同人群的细胞生物学和遗传学相互作用，我们就会浪费时间，以为我们开发出了一种万能药。”第三方组织全球基因治疗倡议的联合创始人Jennifer Adair说。 3 不再忽视 SCD所涉及的突变，原本是为了帮助疟疾高发地区的人类抵御感染。科学家已证明，镰状细胞不利于导致疟疾的寄生虫生长。但同时，它也引起SCD的肆虐。 世界上超过一半的SCD患者生活在三个国家——尼日利亚、刚果民主共和国、印度。与世界上许多其他地区一样，几十年来，这种疾病在印度一直被忽视。 印度SCD专家Dipty Jain表示，医护人员缺乏意识，意味着患者可能多年得不到诊断或被误诊，难以衡量这种疾病的真正负担。一些估计表明，可能有超过100万印度人受到影响，很大一部分来自部落社区，以及其他历史上处于弱势地位的群体。 造成这种现象的原因，也许是在某些群体居住的地区疟疾肆虐，继而携带突变基因。此外，印度有着同族或同种姓通婚的古老习俗，为突变携带者生下患有SCD的孩子创造了更大概率。 不过，Jain表示，SCD并不只发生在部落或其他边缘群体。伦敦帝国理工学院研究SCD健康负担的流行病学家Frédéric Piel称，全球卫生界一直对印度SCD有误解，认为它的主要症状较轻。但实际上，印度中部许多患者都出现了严重症状。印度科学家花了很长时间，才改变了这种看法。 需要指出，在实际情况中，一些医生对这种疾病仍然缺乏足够重视。 印度非营利性镰状细胞组织全国联盟秘书Gautam Dongre介绍，SCD患者经常因反复发作的疼痛而到医疗中心就诊，医生和护士可能会尽量减轻他们的痛苦，而不是优先为他们提供紧急护理。 让这种疾病更加不为人知的是，它迫使人们退出社会。对于Jitendra Kumar Sahu，尽管他想学习，但辍学是他唯一的选择。 因为SCD，Sahu每年几乎只能上学几个月。他很少参加体育或其他需要体力的课外活动，而且这种疾病对他的髋关节损害非常严重，以至于这个21岁的年轻人，在今年4月进行了髋关节置换手术。 “我感到很难过。”Sahu说，由于他可能无法工作，常常看不到未来的希望。他也担心家人正遭受的经济困难，医疗费用让他们负债累累。 SCD还带有社会耻辱感。许多年轻人的父母，尤其是女性会担心，患有SCD的孩子可能很难结婚。这种恐惧可能导致一些家庭不愿透露病情，或避免谈论患有这种症状的生活会是怎样。 其他情况下，耻辱感来自于公众的误解，即认为SCD只发生在社会弱势群体中。Dongre形容，如果不是这个群体的人被诊断出患有SCD，“他们会感到尴尬、害怕，要么不承认，要么不寻求治疗”。 精神健康负担是一个持续的挑战。应对终身疾病的挣扎、缺乏社会和医疗环境的支持以及经济困境，都可能导致人们感到沮丧、焦虑和抑郁。Dongre说，他的两位SCD患者同事最近自杀身亡。 2023年7月，印度政府启动了一项计划，旨在遏制SCD向下一代传播，并在2047年前基本消除该病的流行。计划的目标之一是提高社会的认识，并在2026年前对SCD流行的国内17个州多达7000万人进行筛查。 在溶解度测试中，镰状细胞的存在会使制备溶液变得浑浊 印度有超过100万的社区卫生工作者，全部由女性组成，这个团体被称为ASHA（印地语，意为“希望”）。她们是传播SCD意识和实现筛查目标的关键，尤其在印度农村地区。 Jain担任了国家镰状细胞消除任务的负责人，他表示，婚前或产前筛查将是关键。 印度政府希望提供随时可用的遗传咨询服务，帮助新婚夫妇或父母了解他们基因的兼容性，以及遗传SCD的几率。另一个目标，是确保患者能够享受到优质的护理，包括羟基脲和输血等。虽然它们并不治本，但对许多人来说，获得这些疗法并不容易。 作为计划的一部分，政府将在17个州内确定并升级一些三级医疗中心，以便为符合条件的患者提供骨髓移植服务。有的官员将视线转移到更有效的解决方案上：在印度，开发SCD基因疗法。 4 针对突变 今年4月，25名SCD患者与家人聚集在印度杜尔格的一家医院。与他们会面的，除了Chakraborty之外，还有同样来自德里基因组学和综合生物学研究所的化学家Souvik Maiti。 Chakraborty和Maiti是印度CRISPR基因编辑疗法项目的共同负责人，如果一切顺利，他们计划在2025年开始一项人体临床试验，并从杜尔格所在的恰蒂斯加尔邦招募3到5人参与I期临床。 不同于旨在提高HbF水平的Casgevy，也不像诱导产生具有健康血红蛋白的红细胞的Lyfgenia那样，印度团队的目标疗法，是直接纠正导致SCD的突变。 由于这是单一突变，“如果你纠正了它，你就会把SCD患者变成携带者”。换言之，接受治疗后的患者，将不用忍受SCD的各种严重症状。 对于CRISPR编辑工具，印度团队选择了一种经过改造的蛋白酶FnCas9，而不是业界更常用的SpCas9。 在2019年的一项研究中，研究人员报告称，FnCas9能以极高的特异性与需要编辑的DNA区域结合。但未经改造的FnCas9效率不佳，因此该团队进行加工，以保留其特异性并提高效率。 作为概念验证，他们在实验室中借助这种工程化蛋白酶，纠正了人类细胞中一种罕见遗传性眼病的突变。研究人员还使用基于FnCas9的工程化疗法纠正小鼠SCD的突变。不过，这些结果尚公开未发表。 该团队已在美国获得FnCas9的专利。Chakraborty表示：“专利让我们可以对外授权CRISPR系统。”他认为，这可能会激励印度Biotech有朝一日将相关疗法推向市场。 这种印度本土化改造的基因疗法售价拟定在6万美元左右，一个比现有的竞品要低得多的数字。但不得不说，许多患者仍然负担不起。Chakraborty寄希望于政府资助，以覆盖大部分剩下的费用。 与其他基因疗法类似之处是，临床医生需要首先将干细胞从患者的骨髓提取到血液中，然后收集这些细胞给到研究人员进行编辑，同时患者接受化疗以杀死剩余的骨髓干细胞。 在杜尔格举行的见面会上，Chakraborty向患者介绍了接受Casgevy或Lyfgenia治疗后的获益，以及可能由于化疗引起的生育问题。这些基因疗法是新疗法，因此很难知道患者是否持续感觉良好，以及是否完全治愈。 Chakraborty向患者介绍SCD基因疗法 Chakraborty提到Victoria Gray，她是2018年接受SCD基因疗法的第一位患者，该疗法正是2023年获批上市的Casgevy。 5年多以来，Gray都没有出现严重的疼痛症状，也无需住院。“我没有输过血，没有出现过危急情况，也不再依赖药罐。”她回顾说。 Chakraborty和Maiti领导的团队，并不是印度唯一一个开发SCD基因疗法的团队。 韦洛尔基督教医学院的科学家一直在与埃默里大学合作，测试类似于Lyfgenia的方法，通过递送正确的基因来表达健康的成人血红蛋白或HbF。这些疗法似乎可以缓解小鼠的疾病症状。此外，印度研究人员还在开发另一种基于CRISPR的基因编辑技术。 埃默里大学医学院细胞和基因治疗项目主任Trent Spencer表示：“目前我们正在与印度的一些公司洽谈，还有一些公司对实际生产基因治疗产品感兴趣，但目前尚未达成最终合作。” 早前的2月，德国公司Miltenyi Biotec也宣布，将在印度设立一个细胞和基因治疗中心。这家Biotech希望通过提供实践培训、专业知识和制造技术，来帮助印度的研究人员。它还与印度转化卫生科技研究所合作开发基因疗法，重点关注癌症和SCD。 5 打下价格 在美国，科学家正开展临床试验，以测试Casgevy和Lyfgenia对12岁以下儿童是否同样有效。这些研究尤为重要，因为SCD是全球5岁以下儿童死亡的第12大原因。 世界各地许多专注于基因疗法的科学家，也在尝试寻找比BCL11A更好的靶点来提高HbF水平。跟Chakraborty、Maiti所做的类似，他们也在努力纠正导致SCD的潜在突变。为了使治疗更安全，研究人员尝试绕过化疗的方法。不过，任何基因疗法都很难扩大规模。 Orkin认为：“如果我们的目标是减轻疾病负担，那就真的需要开发体内基因疗法，或者是一种更好的药丸。” 体内基因治疗指的是，将编辑后的基因直接递送到指定的细胞，而不必经过取出细胞、编辑再重新放回体内的过程。 在最近的一项概念验证研究中，费城儿童医院和宾夕法尼亚大学的研究人员使用脂质纳米颗粒——嵌有能识别特定细胞受体的抗体——将基因编辑工具送到小鼠的造血干细胞里。他们发现，这种“一劳永逸”的方法不需要化疗或干细胞移植，大大增加了健康血红蛋白的产生，而且血液中几乎没有形成新的镰状细胞。 “结果非常令人兴奋，不过仍处于初步阶段。”Thompson表示，这可能会使更多的患者可以使用这些疗法。 当然，体内基因疗法也是极具挑战性的。现阶段，Spencer警告说：“当你从人体中取出细胞，改变基因就已经够难的了；而当细胞还在人体中，选择性地改造细胞仍然非常非常复杂。” 另一方面，Sankaran认为，过分关注SCD的基因疗法，可能会影响到开发比羟基脲更好的口服药物。小分子药物比基因疗法更具成本效益，也更容易获得。 自2017年以来，FDA已批准了一种名为crizanlizumab的单抗，以及voxelotor、L-glutamine两种新的口服药物，用于治疗SCD。但就像羟基脲一样，它们无法治愈SCD，也不是全球都能轻易获得的。 “我们仍然认为，羟基脲可能是我们拥有的最有效的药物。”Sankaran说。 同时，对于印度许多SCD患者，Chakraborty、Maiti等研究人员所做的工作带来了一线希望。“我们的科学家正在努力开发一种治疗方法，这对我这样的患者和后代来说是一件大事。”Sanodiya期待说。 参考资料： 1.Sickle cell disease in India: The quest for a cure；C&EN's 2.镰状细胞病：易被忽视的全球健康问题急需采取行动；柳叶刀TheLancet 同写意媒体矩阵，欢迎关注↓↓↓