Hemoglobins x BCL11A

作者｜Adolf   * 后台回复【 Exa-cel 】可获取本文相关资料！科学走进现实。说了那么多年的基因编辑，这是第一次真正意义上的被医药监管机构认可，我们也算见证历史了。2024年1月16日，CRISPR Therapeutics宣布，美国FDA已经批准其CRISPR/Cas9基因编辑疗法exagamglogene autotemcel（exa-cel，商品名：Casgevy）用于治疗12岁及以上患者的输血依赖性β地中海贫血（TDT）。这是继去年12月其获批用于复发性血管闭塞危象（VOC）镰状细胞病（SCD）后，exa-cel获FDA批准的第2项适应症。早在2023年11月，该产品在英国首次获批上市。Exa-cel（商品名：Casgevy）是什么？怎么设计的？作用机理是什么？今天就让我们一起来深度了解这款人类医药里程碑式的药物！  01  含着“金钥匙”出生的Exa-celExa-cel由CRISPR Therapeutics和Vertex Pharmaceuticals强强联合，共同推出，说它含着“金钥匙”出生一点不为过。Exa-cel最初由CRISPR Therapeutics开发。2015年，CRISPR与Vertex达成战略研究合作，使用CRISPR/cas9基因编辑技术发现和开发新的遗传性疾病治疗方法。根据修订后的协议，Vertex负责exa-cel的全球开发、制造和商业化，并与CRISPR在全球范围内以60/40的比例分摊项目成本和利润。CRISPR Therapeutics成立于2013年，由Emmanuelle Charpentier、Rodger Novak 和 Shaun Foy联合创办，其中Charpentier与另一位科学家Jennifer A. Doudna二人是最早于2012年公开发表CRISPR/Cas9研究成果的两个人，通过在原核细胞上的研究，证明了CRISPR成为新一代基因编辑工具的潜力，后二人因此获得了诺贝尔化学奖。后来，张锋首次将CRISPR/Cas9技术用于动物细胞，三人并称为“CRISPR三剑客”，Charpentier、Doudna和张锋分别创立了CRISPR 、Intellia和Editas。图注：CRISPR Therapeutics大楼Vertex Pharmaceuticals是创立于1989年的美国药企，曾多年深耕于罕见病囊性纤维化。目前该公司的产品销售额绝大部分来自囊性纤维化领域，2021年，全球最畅销的三款治疗囊性纤维化的产品均来自Vertex，分别为Trikafta，Orkambi和Kalydeco,销售额为51.81，7.81和7.29亿美元。2022年该公司全年总销售额89.3亿美元，净利润33.22亿美元，净利润高达37.2%。图注：Vertex Pharmaceuticals大楼  02  两种适应症SCD/TDT的致病机理镰状细胞病（SCD）是全世界最常见的遗传性血红蛋白病，每年的新出生的患儿数量高达300000人。正常的成人血红蛋白 (Haemoglobin Hb) 是一个结构复杂的蛋白，它是由两个α-珠蛋白亚基和两个β-珠蛋白亚基形成的四聚体。β-珠蛋白亚基由HBB 基因编码，当病患的HBB基因第六位氨基酸的密码子携带有A-T突变时，原有的谷氨酰胺 (Glu)会突变成缬氨酸 (Val)。因为疏水性缬氨酸残基具有粘附性，所以会在红细胞中沉淀形成刚性的半固体聚合物，进而导致相应红细胞的镰状化。镰状化会损害红细胞，导致慢性溶血和血管闭塞(VOC)。因此改善血红蛋白、改善VOC是SCD治疗的主要目的。β 地中海贫血(TDT)是指β珠蛋白的合成受部分或完全抑制的一种血红蛋白病。患儿出生时无症状，多于婴儿期发病，出生后3～6 个月内发病者占50%。发病年龄愈早，病情愈重。严重的慢性进行性贫血，需依靠输血维持生命。在人体中，有两个对于珠蛋白合成很重要的基因簇（如图1），α珠蛋白基因簇和β珠蛋白基因簇，其中γ-珠蛋白在胎儿发育的妊娠晚期表达，并与 α-珠蛋白亚基配对形成胎儿血红蛋白 (HbF)。HbF的表达会受到转录因子BCL11A的调控（如图2），在胎儿孕育6-9个月时下降，直至表达停止。与此同时，成人血红蛋白（α -珠蛋白+β-珠蛋白）的表达逐渐上升，进而取代HbF在体内的功能。患有 SCD 的新生儿和婴儿，由于突变仅发生在β-珠蛋白亚基上，因此HbF还是能够发挥正常功能的。只要 HbF 的表达保持在高水平，就不会出现SCD的症状，这也是为什么SCD患儿的症状多在出生后一年内HbF 被镰状珠蛋白取代时才出现。BCL11A是一种含锌指结构的转录因子，可抑制红细胞中的 γ 珠蛋白表达。BCL11A基因发生突变的患者，其HbF 在成年期能够持续高水平表达，因此显著减轻了 SCD 病症。这一遗传学上的现象为Exa-cel的开发，提供了理论的基础。图1 珠蛋白基因组示意图图2 BCL11A 调控HbF表达示意图  03  Exa‑cel是怎么做的？Exa‑cel 是一种细胞治疗药物，由经过改造的造血干细胞和祖细胞 (hHSPC)组成。改造过程（如图3）：先收集患者自体CD34+ hHSPC，再通过电转的方式将Cas9蛋白与sgRNA递送到hHSPC内，CRISPR复合体会结合在位于BCL11A基因内含子上的红细胞特异性增强子GATA1区域，并切割双链DNA，利用非同源重组（NHEJ）产生indel，破坏该增强子，降低BCL11A在红细胞中的表达水平，从而特异性提高HbF在红细胞中的表达。改造后hHSPC经体外扩大培养，再重新输注到患者体内，从而缓解TDT和SCD症状。图3 Exa‑cel作用机制示意图  04  Exa-cel为何走在前列？在基因编辑这个赛道，CRISPR 、Intellia和Editas三家明星药企均处于世界前列，那么CRISPR公司究竟是如何率先推出全球第一个基因编辑产品的呢？有如下几点原因。4.1 产品设计足够安全众所周知体内基因编辑最大的阻碍是脱靶问题，组织脱靶和基因脱靶都有不可控的一面，因此需要更多的临床试验和长期的安全评估。而Exa‑cel针对CD34+HSPC基因组的编辑过程仅在离体状态中短暂进行，因此当Exa‑cel回输给患者时，细胞中不存在残留的基因编辑活性。4.2 编辑位点细致的考量BCL11A红细胞特异性增强子区域天然就有发生突变的现象，突变携带者HbF表达水平提高、SCD症状减轻，且没有其他的临床表现，是一个安全的编辑位点；编辑的位点位于非编码的内含子上，且距离编码区有25kb以上的距离，因此对BCL11A蛋白本身的功能不会造成影响；编辑的区域为红细胞特异性增强子，因此仅仅会影响BCL11A在红细胞中的表达，对其他的造血细胞例如B细胞HSC等则没有影响；sgRNA的靶序列在基因组中是唯一的，从而实现在设计角度的高特异性。4.3 优异Exa‑cel的临床表现对SCD 疗效的证据来自于关键的 1/2/3 期临床研究CLIMB 121。CLIMB 121是一项多国、单臂、临床1/2/3 期研究，旨在评估Exa‑cel对 12 至 35 岁患有严重 SCD 且反复出现 VOC（血管闭塞危象）的患者进行单剂量治疗的安全性和有效性，该项研究一共入组了44 名受试者。CLIMB 121主要疗效终点是达到 VF12，即在患者进行Exa‑cel 输注后 12 个月内没有发生sVOC的受试者比例。次要疗效终点（HF12）是在Exa‑cel 输注后12个月内，受试者中不再因 sVOC 住院的受试者在总给药人数中的占比。而第三个次要疗效终点，则包括达到VF12的患者中未出现sVOC的持续时间、未达到VF12患者中sVOC年化率的降低水平，以及HbF≥20%的受试者比例。图4 Exa‑cel临床效果统计从结果来看（图4），在可评估疗效的 30 名受试者中，有29 名(96.7%) 达到了 VF12 的主要疗效终点。在达到 VF12 的 29 名受试者中，28 名受试者的不因sVOC 住院平均持续时间为22.3 (SD 7.2) 个月，最长为 45.5 个月。所有 30 名(100%) 可评估受试者均达到了 HF12。图5 Exa‑cel药效学统计临床疗效终点同样也得到药效学终点的支持（如图5）。在Exa‑cel输注后，患者体内观察到高比例的HbF 阳性细胞 (≥ 90%)，且F 细胞的比例与HbF 的表达保持持续增长。在 4 年随访期间，F 细胞比例的平均值从第 6 个月起≥ 93%，从第 12 个月起≥ 96%。与HbF 表达的增加相一致，患者自Exa‑cel输注后 12个月开开始不再需要接受任何因 SCD 相关指征引起的红细胞输注治疗，红细胞输注量较基线减少了 100%。而在基线时，患者接受的红细胞输注量每年平均为 8.4 (14.9) 单位。图6 骨髓和外周血中BCL11A基因的编辑效率此外，骨髓和外周血中BCL11A基因的编辑是稳定的。在SCD 受试者中，从第 2 个月到第 42 个月，骨髓 CD34+ 细胞的基因平均编辑率≥80%，外周血中CD34+细胞的基因编辑率≥70%。在第12 个月和第 24 个月时，骨髓细胞基因组编辑比例最低的患者也达到了 VF12 的主要终点。稳定、持久的基因编辑与稳定、持久的 HbF 表达是相一致的，这表明消除病患 VOC 这一临床收益也将是稳定、持久的。对TDT的疗效的证据来自于另一项临床研究NCT05477563。该研究招募52名患有TDT且需要常规输血来维持生命的病人，年龄在12-35岁。从临床研究结果来看，35名接受Exa‑cel输注的患者中有32名（91.4%）在12个月内无需进行输血，而且平均总血红蛋白和胎儿血红蛋白水平均显著提高，而且长期维持较高水平（如图7）。图7 总血红蛋白和胎儿血红蛋白水平4.4 TDT/ SCD缺乏有效的治疗手段目前的治疗手段有三种。一是服用羟基脲，羟基脲是一种核糖核苷酸还原酶抑制剂，它原本是化疗药物，用于治疗慢性粒细胞白血病、骨髓增生性疾病等适应症。但由于羟基脲的安全性和增加HbF表达等生理功能，该药物被大量使用于治疗镰状细胞病，可以显著降低患者血管闭塞的发生率、病患的住院率和死亡率。二是输血，输血是治疗和预防镰状细胞病及其并发症的重要手段，这种疗法主要是通过输注健康人的血液或者健康人的红细胞，来降低镰状红细胞的比例，从而改善微血管的血流供应，降低内皮损伤和炎症损伤相关的风险。但随着持续输血，铁过载会不可避免地会发生，并可能导致心脏和肝脏的衰竭以及多种并发症。三是造血干细胞移植，造血干细胞移植是目前唯一可以治愈镰状细胞病的方法，来自于健康供体的造血干细胞可以分化为含有正常血红蛋白的红细胞，但这种疗法由于缺乏合适的供体而受到严重的限制。这三种治疗手段，不管是服用羟基脲还是输血，都是治标不治本，需要长期且频繁的接受治疗，而造血干细胞移植又受到供体的严格限制。所以，Exa‑cel作为一种一次性单剂量细胞治疗药物应运而生，它的出现及时又合理。参考资料：[1]Gregory J. Kato, Frédéric B. Piel, Clarice D. Reid. Sickle cell disease. Nature (2018) 18010.[2]Frangoul, H, D Altshuler, MD Cappellini, et al. CRISPR-Cas9 Gene Editing for Sickle Cell Disease and β-Thalassemia. N Engl J Med. 2021[3] Wang L, Li L, Ma Y, Hu H, et al. Reactivation of γ-globin Expression through Cas9 or Base Editor to Treat β-Hemoglobinopathies. Cell Research. 2020[4]https://www.fda.gov/advisory-committees/advisory-committee-calendar/cellular-tissue-and-gene-therapies-advisory-committee-october-31-2023-meeting-announcement-10312023#event-materials[5] https://www.fda.gov/media/173472/download[6] https://www.casgevy.com/sickle-cell-disease/study-results[7] https://www.casgevy.com/beta-thalassemia/study-information  2024活动预告  6月13-14日，十年一药，日出东方！BiG十周年  关键词：  源头创新与转化、创新技术平台（PROTAC/分子胶；双抗ADC；小核酸药物；AI+大分子）、临床研究&国际化开发策略（肿瘤/CNS/自免/代谢疾病领域）▼关于BiGBiomedical Innovation Group2014年2月，一个专业机构：BiG生物医药创新社（Biomedical Innovation Group）在充满药味的上海张江应运而生，伴随着中国新药的黄金十载，BiG以“开放、民主、平等“的精神为宗旨，旨在为中国生物医药行业的发展创造一个滋养原创的生态环境。共建Biomedical创新生态圈！如何加入BiG会员？

关注并星标CPHI制药在线          12月8日，FDA批准了两款基因疗法产品上市。其一是由CRISPR Therapeutics与Vertex Pharmaceuticals（福泰制药）共同研发的CRISPR/Cas9 基因编辑细胞疗法Casgevy（examglogene autotemcel，exa-cel），适应症为12 岁及以上患有复发性血管闭塞危象 (VOC) 的镰刀型细胞贫血病（SCD）患者。       另一款是蓝鸟生物（Bluebird Bio）的基因疗法Lyfgenia（lovo-cel），用于治疗12岁及以上患有SCD且有血管闭塞事件（VOE）史的患者。       首款获批上市的CRISPR基因编辑疗法：Casgevy       SCD是一种由遗传突变引起的疾病，患者的血红蛋白（红细胞内的携氧蛋白）变得容易连接在一起，这会将红细胞从正常的柔性圆形转变成缺乏柔性的月牙形，犹如镰刀状。这些畸形细胞会堵塞血管，导致血管闭塞并引发疼痛，这种情况就是VOC。VOC是SCD患者就诊的主要原因，严重时可能造成血管损伤，并引发肾衰或心衰，美国每年相应的急诊就诊量约为20万人次，影响大约10万名患者。由于缺乏有效治疗方法，SCD在临床上存在巨大的未被满足的临床需求。       Casgevy是一款自体细胞疗法。它利用CRISPR/Cas9基因编辑系统，在体外编辑患者自身的CD34+造血干细胞中以特异性沉默BCL11A增强子（一种转录因子，可抑制红系细胞中的γ-珠蛋白和胎儿血红蛋白（HbF）表达），重新激活HbF的生成并表达高水平的HbF，这是一种完全健康，可以正常携带氧气的血红蛋白形式，然后转换为成人形式的血红蛋白，从而治疗SCD和输血依赖性β地中海贫血（TDT）疾病。       在2016年ASH年会上，CRISPR公司重点介绍了在重建HbF遗传性持续存在的自然条件方面的工作，该条件在SCD和TDT中具有保护作用。2017年12月，Vertex 和 CRISPR宣布将共同开发和商业化CTX001(Casgevy)。2021年4月，Vertex 和 CRISPR宣布修订合作协议，将全球范围内所有研发成本和利润改为六四分账（Vertex为60%），而CRISPR将获得9亿美元的预付款，在CTX001首次获得监管批准后，可能会获得2亿美元的里程碑付款。       Vertex此前公布了Casgevy几项临床研究的数据。这些研究共招募了75例患者，包括44例TDT患者与31例SCD患者。随访时间为1.2-37.2个月时，接受治疗的42例TDT患者不再需要接受输血，剩余2例患者的输血需求分别降低了75%和89%。此外，这些TDT患者的HbF水平显著升高，进而使其总血红蛋白水平也升高。随访时间为2.0-32.3个月时，接受治疗的31例严重SCD患者均未出现VOC。在治疗第4个月时，这些患者的平均HbF水平占总血红蛋白水平的40%，并且维持了很长一段时间。另外随着时间的推移，被编辑的BCL11A在骨髓及外周血液中趋于稳定。       此次FDA的批准，是继3周前Casgevy获英国药品和健康产品管理局（MHRA）的有条件上市许可后，CRISPR基因编辑疗法的又一个历史性时刻。其为未来CRISPR疗法的进一步转化和临床应用打开了大门，有潜力治愈许多遗传疾病。值得一提的是，Casgevy另一适应症TDT的PDUFA日期为2024年3月30日。       蓝鸟的基因疗法：Lyfgenia       在Casgevy获批同一日，蓝鸟生物的基因疗法Lyfgenia（lovo-cel）也获得FDA批准上市，用于治疗12岁及以上患有SCD且有VOE史的患者。       Lyfgenia是一款基于慢病毒的用于治疗SCD的自体干细胞疗法。其通过慢病毒载体将具备功能的人βA-T87Q-珠蛋白基因拷贝至取自患者体内的造血干细胞（HSCs）中，再将这些干细胞回输到患者体内，使其自主生成βA-T87Q珠蛋白，这样患者的红细胞就可以产生能够抵抗血红细胞镰刀化的血红蛋白（HbAT87Q），从而降低镰状血红蛋白（HbS）的比例。       此次获批基于I/II期结果，研究显示：32例患者接受输注后在可评估的6-18个月内严重VOE完全消退，30/32例患者（94%）的严重VOE事件得到解决，28/32例患者（88.2%）血管闭塞事件完全消退。       值得一提的是，Lyfgenia的获批过程充满了曲折。2020年11月，因CMC原因，FDA将Lyfgenia的上市申请推迟一年。2021年2月，由于临床试验中有两例入组患者出现疑似血液瘤（急性髓系白血病），FDA首次暂停了Lyfgenia的临床试验。在短暂解除暂停后，又由于入组患者出现贫血，2021年底，FDA再次暂停Lyfgenia的部分临床研究。如今虽然Lyfgenia获批上市，但慢病毒技术仍不断遭受质疑。       两种技术路线同台竞技       Casgevy采用CRISPR/Cas9基因编辑系统，这是一种第三代基因编辑技术（前两代分别为ZFNs、TALENs），具有简单、精准、编辑效率高、成本低等优点。Casgevy类似于CAR-T疗法，需要先从患者骨髓中收集干细胞，进行编辑改造后，再回输到患者体内。Casgevy通过修饰患者的造血干细胞，让细胞能产生高水平的HbF。       Lyfgenia是一种使用慢病毒载体进行基因改造的基因疗法。与Lyfgenia相比，Casgevy被质疑的多是脱靶效应，不过这一缺陷可通过仔细选择靶位点、优化Cas9活性，脱靶检测分析等，来最大限度降低脱靶风险。此前FDA曾对Casgevy的脱靶风险产生怀疑，并就此问题专门召开了专家咨询委员会讨论。最终CRISPR公司通过使用计算机模拟确定了最有可能出现脱靶编辑的位点，然后对健康捐献者的细胞进行的这些位点测试显示，没有出现脱靶效应，获得了FDA的信任。       而蓝鸟生物Lyfgenia常见的慢病毒载体缺陷，则是在细胞插入突变时出现致癌基因，目前尚无法解决。       两种疗法的主要副作用均为自体造血干细胞移植相关的血细胞减少和感染。但接受了Lyfgenia治疗的患者中有血液系统恶性肿瘤发生，因此FDA已在其说明书中附带了相关黑框警告，这一副作用限制了它的推广。       在成本方面，CRISPR技术在CMC和成本上拥有代际优势。因此Vertex直接将Casgevy的定价下调至220万美元，低于蓝鸟Lyfgenia的310万美元。       两款基因疗法同时获批，意味着FDA鼓励创新的信号，同时，也意味着这两种不同基因疗法之间的竞赛已经打响。未来谁更胜一筹，让我们静观其变。       参考来源：       1. FDA Approves Casgevy, the First CRISPR Therapy, for Sickle Cell Disease；genengnews.       2. CRISPR Therapeutics 官网、Vertex 官网、FDA官网       3. Nze C, Fortin B, Freedman R, et al. Sudden death in sickle cell disease: current experience. Br J Haematol. 2020;188(4):e43-e45. doi: 10.1111/bjh.16314.       智药研习会12月线上课程报名来源：CPHI制药在线声明：本文仅代表作者观点，并不代表制药在线立场。本网站内容仅出于传递更多信息之目的。如需转载，请务必注明文章来源和作者。投稿邮箱：Kelly.Xiao@imsinoexpo.com▼更多制药资讯，请关注CPHI制药在线▼点击阅读原文，进入智药研习社~

10年一个医药周期，上一个属于PD-1，下一个会属于基因编辑吗？近期，全球首款CRISPR 基因编辑疗法 CASGEVY™在英国获批上市，打开了基因编辑治疗新征程。基因编辑疗法早在基础研究中就得到广泛的应用，因其可以精准的修饰人类基因组而备受关注，人们寄希望于它可以靶向治疗某些遗传疾病，但同时其安全性、伦理问题和昂贵的成本也备受质疑。近几年基因治疗市场规模得到大幅度增加，预计到2025年，全球市场规模将达到305.39亿美元。国内尚无基因编辑疗法获批上市，但是有很多新兴公司全力布局基因疗法，如博雅辑因、辉大基因、邦耀生物、本导基因、瑞风生物和中因科技等，百亿市场规模，有待瓜分。百亿美元蓝海市场，基因编辑新元年基因编辑技术是一种利用合成的DNA片段对基因组进行插入、缺失或碱基替换等精确的修改技术，用来改变基因的结构，从而改变特定基因的功能，进而改变某些特性或表型。基因编辑技术的独特之处在于，它可以精确地修改人类基因组的DNA序列。因此，基因编辑技术被认为是解决许多疾病和遗传缺陷的关键工具。弗若斯特沙利文数据显示，从2016年至2020年，全球基因治疗市场规模从 0.5亿美元增长至20.75亿美元，年复合增长率为153.3%，预计到2025年，市场规模将达到305.39亿美元。迄今为止，基因编辑技术经历了三代主要的发展：第一代基因编辑技术是锌指核酸酶（ZFNs）；第二代是转录激活因子样效应核酸酶（TALENs）；而应用最广泛的是第三代基因编辑技术成簇规律间隔短回文重复序列（CRISPR）/CRISPR 相关蛋白（Cas）系统。CRISPR/Cas系统是应用最广泛的基因组编辑技术，由具有核酸内切酶功能的Cas蛋白和一条人为重组的一段目的基因的单链向导RNA（sgRNA）组成，sgRNA可以指导Cas蛋白对靶基因进行敲除、插入和突变修饰。早在2017年12月10日，FDA批准首款用于治疗由视网膜色素上皮特异性65-kDa蛋白（RPE65）基因突变导致的遗传性视网膜疾病的基因疗法Luxturna上市，这是首款获得FDA批准的体内基因疗法，标志着人类可以摆脱遗传基因的限制，为基因治疗罕见遗传疾病谱写了新篇章。今年11月16日，Vertex和CRISPR Therapeutics共同宣布，英国MHRA有条件批准CASGEVY™（原Exa-cel）上市，用于治疗镰状细胞病和输血依赖性β-地中海贫血，下月FDA有望获批。这是全球首个获批治疗该适应症的CRISPR-Cas基因编辑疗法，这也标志着这种突破性技术的商业化之路正式开启。CRISPR技术的上市应用标志着基因编辑技术从理论和实验室研究转向了临床应用的实质性进展，也意味着基因编辑疗法的竞争开启新起点。01 博雅辑因ET-01：中国首个获受理的基因编辑临床试验博雅辑因成立于2015年，是一家致力于国际前沿的基因组编辑技术，为多种遗传疾病和癌症加速药物研究以及开发创新疗法的生物医药企业。博雅辑因打造了以基因编辑技术为基础的治疗平台，包括造血干细胞平台体外疗法，研发通过基因编辑自体造血干细胞，针对β地中海贫血病和其他贫血病的创新疗法；通用型CAR-T平台体外疗法，研发利用基因编辑去除健康供者T细胞上能够引起GvH和HvG等不良反应的受体和蛋白，针对癌症的通用型CAR-T疗法；RNA碱基编辑平台体内疗法，研发基于RNA单碱基编辑技术LEAPER™，针对包括眼科、神经肌肉病以及其他遗传病、非遗传病等疾病的疗法。该公司目前进展最快的是体外疗法的针对输血依赖型β地中海贫血的ET-01和针对癌症的异体CAR-T ET-02（图1）。 图1. 博雅辑因的研发管线地中海贫血是由于常染色体基因缺陷而导致血红蛋白（Hb）异常的一种遗传性疾病。血红蛋白是红细胞内运输氧气的载体，其正常结构为1对α类珠蛋白链和1对β类珠蛋白链所组成的四聚体。β-地中海贫血是指由于HBB基因的片段缺失或者突变，导致功能性β-珠蛋白严重缺乏，从而使血红蛋白合成不足而引发的遗传性溶血性贫血。β型地中海贫血根据严重程度可分为轻型、中度到重度的贫血特征。中度到重度β型地中海贫血需要定期输血来维持正常的血红蛋白水平，这种情况称为重型或输血依赖型（TDT）。目前，输血依赖型β地中海贫血还没有根治的方法，但有一些新兴的治疗手段正在研究和开发中，如基因治疗、基因编辑、干细胞移植等。ET-01是基于CRISPR/Cas9基因编辑技术修饰 BCL11A 红系增强子的自体 CD34+的造血干祖细胞注射液，可以诱导γ-血红蛋白的表达，用于治疗输血依赖型β地中海贫血。2020年10月，ET-01的临床试验申请获CDE受理，成为中国首个临床试验申请获受理的基因编辑疗法。去年11月份，博雅辑因公布了ET-01的初步临床结果：ET-01可显著而持久地提高胎儿血红蛋白水平，受试者在接受ET-01输注后3个月开始脱离输血，截至2022年5月20日数据提交时已经实现脱离输血15个月，且数据显示ET-01的安全性与自体造血干细胞移植和清髓预处理安全性一致。这些初步数据进一步验证了ET-01治疗输血依赖型β地中海贫血患者的安全性和有效性，支持ET-01开展针对β地中海贫血患者的后续临床试验研究[1]。02 辉大基因HG004：新型眼科基因治疗在研药物辉大基因由杨辉、姚璇等人于2018年创立，专注于发现、设计和开发基因编辑工具和基因疗法，以改写基因组医学的未来，长期目标是利用基因编辑技术治疗遗传病以及威胁人类健康的慢性疾病。该公司没有采用CRISPR-Cas9 DNA技术，而采用应用较少的CRISPR-Cas12 DNA和CRISPR-Cas13 RNA技术，主要是他们认为CRISPR-Cas9技术专利保护得很好，企业想要突破专利很难（图2）。该公司近年来深耕Cas13系统，并取得了一系列突破，于去年1月份公司自主开发的Cas13X和Cas13Y获得美国专利局授权。并且，去年8月，该公司开发了高保真Cas13突变体——hfCas13d和hfCas13X，它们既表现出对靶标RNA的高效降解能力，又显著降低了旁系切割活性，为CRISPR-Cas13系统的安全应用打开了新的大门，该公司期望成为全球第一个将基于CRISPR的RNA编辑推进到临床试验的公司。 图2. CRISPR-Cas9、CRISPR-Cas12和CRISPR-Cas13技术比较（图片来源于辉大基因官网）辉大基因总部位于上海和新泽西州，致力于通过涵盖眼科、神经内科、神经肌科、耳科和神经科的各种治疗项目来满足全球患者的需求，创立了丰富的管线（图3）。 图3. 辉大基因研发管线（图片来源于辉大基因官网）该公司目前研发进度最快的是用于治疗RPE65基因突变相关性视网膜病变的基因疗法HG004，这是一款单次注射给药的AAV介导的基因替代疗法。今年1月份，该公司宣布HG004获得FDA授予新药临床试验（IND）许可，并将用同一主方案开展用于治疗RPE65基因突变引起的相关性视网膜病变的国际多中心临床试验。10月26日，该公司宣布HG004治疗RPE65突变相关Leber先天性黑矇（LCA）的首个临床研究“LIGHT光”，临床备案号NCT06088992，完成全部受试者给药[2]。Leber先天性黑矇（LCA）是一组婴幼儿期发病的涉及视网膜变性的遗传性疾病，是婴幼儿早期失明的最常见原因之一。LCA2型（LCA2）是RPE65基因突变引起的，导致早期和严重的视力障碍甚至失明，影响大约20%的LCA患者。11月2日，该公司宣布，基因治疗药物HG004在多国主方案的1/2a期临床试验（NCT05906953;CTR20232920），或STAR（HG004治疗与Rpe65基因突变相关的LCA的安全性和有效性试验）研究，用于治疗由RPE65突变引起的遗传性视网膜营养不良（RPE65-IRD），在上海交通大学医学院附属新华医院进行[3]。03 邦耀生物BRL-101：首个患儿摆脱输血依赖已超3年上海邦耀生物科技有限公司成立于2013年9月，是一家以基因编辑技术引领创新，聚焦于基因和细胞治疗，开发突破性疗法，造福全人类为使命的高新技术企业。邦耀生物是全球首次将CRISPR/Cas9成功应用于哺乳动物基因编辑的企业，于2013年上半年获得了世界上第一只CRISPR/Cas9基因编辑小鼠，两个月后又获得世界上第一只CRISPR/Cas9基因编辑大鼠。这些年来，邦耀生物科学家不断的改进基因编辑系统，将其应用在包括基因治疗，细胞治疗及人源化动物等多个领域。该公司建立四大平台，包括造血干细胞平台、非病毒定点整合CAR-T平台、通用型细胞平台和增强型T细胞平台，开展丰富的研发管线，3个项目已获批IND，正式进入注册临床试验阶段，还有多个项目进入IND申报阶段（图4）。 图4. 邦耀生物的研发管线（图片来源于邦耀生物官网）BRL-101是一款依托邦耀生物自主研发的造血干细胞平台(ModiHSC®)开发的基因治疗产品，适应症为输血依赖型β-地中海贫血。2022年8月，BRL-101的临床试验申请正式取得CDE的批准，同年10月，邦耀生物正式启动BRL-101的多中心注册性临床试验。目前，邦耀生物利用BRL-101基因疗法，在全球范围内已经帮助9例地贫患者成功“脱贫”， 至今，首个接受BRL-101基因治疗的患儿——“希希”（化名）摆脱输血依赖已超3年，过上了正常的生活。这是亚洲首例、也是全世界首例通过CRISPR基因编辑技术治疗β0/β0型重度地贫的成功案例。目前，BRL-101即将完成1期注册临床试验，很快进入2期阶段[4]。今年5月份，邦耀生物在第26届美国基因与细胞治疗学会年会（ASGCT）上公开了针对输血依赖型β-地中海贫血的基因疗法产品BRL-101更新的早期临床研究结果：共入组6名年龄在5-15岁的患者，全部得到了治愈，其中包括4名β0/β0表型的重型地贫患者。这项研究表明，邦耀生物BRL-101基因疗法更为高效、便捷和安全，具有靶向性好、安全性高、作用范围广、治疗效果显著等优势，可以做到一次治疗终身治愈，有望成为更惠及大众的疗法。04 本导基因BD111：全球首个CRISPR抗病毒基因编辑药物上海本导基因技术有限公司由在基因治疗行业深耕10年的上海交通大学教授蔡宇伽于2018年发起创办，致力于为眼科、神经系统、造血系统、病毒感染以及肿瘤等多领域的难治性疾病开发具有全球意义的创新药物的一家基因治疗创新药物研发企业。该公司拥有国际领先的创新型递送技术平台BDlenti和BDmRNA，基于这些核心递送技术平台建立了多条产品管线，其中BD-111进展最快（图5）。 图5. 本导基因的研发管线（图片来源于本导基因官网）BD111是继Editas与Intellia的体内基因编辑治疗管线之后，全球第3个进入IND和临床阶段的体内基因编辑治疗候选药物，也是全球首个CRISPR抗病毒基因编辑药物，用于治疗单纯疱疹病毒性角膜炎。BD111利用本导基因原创性的新型基因治疗载体——类病毒体VLP转导CRISPR基因编辑工具直接靶向切割单纯疱疹病毒的基因组，达到降低甚至清除HSV-1病毒基因组的目的，从而实现对疱疹病毒型角膜炎的治疗。BD111已于2022年6月获得了美国FDA孤儿药资格批准，并且于今年2月份临床试验申请获得CDE受理，成为内首个体内基因编辑的IND申请，同步开展了FDA的IND申报的基因编辑疗法[5]。该临床试验申请于今年4月28日获得CDE默示许可，7月获得FDA批准，成为全球首个CRISPR抗病毒基因编辑药物，也是国内首个获批进入临床的体内基因编辑药物[6]。05瑞风生物RM-001：中国首个HBG新型靶点的基因编辑产品瑞风生物是中国头部的基因编辑药物创新企业，以基因编辑技术为核心驱动，为严重疾病患者提供可及性和治愈性药物，拥有体内和体外两大创新药物方向，在遗传病、复杂疾病和肿瘤领域等皆有管线布局。其中β-地中海贫血基因编辑疗法RM-001（HBG基因修饰的自体CD34+造血干细胞注射液）进展最快，它的IND申请于去年11月1日获得批准。 图6. 瑞风生物主要研发管线（图片来源于瑞风生物官网）RM-001是中国首个HBG新靶点地贫基因编辑创新药项目，使用非病毒离体CRISPR-Cas9的基因编辑技术永久修饰造血干细胞γ-珠蛋白启动子，激活人体内天然胎儿血红蛋白合成，使红细胞恢复正常生理功能并摆脱输血，达到单次给药根治β-地贫的目的。今年EHA会议上，瑞风生物展示了两项正在进行的临床试验（ChiCTR2100053406和ChiCTR2100052858）中接受RM-001输注的所有患者的可用安全性和有效性结果，包括最近携带两个α珠蛋白基因缺失（--/αα）接受治疗的TDT患者（β0 / β0）（图7）[7]。研究结果显示， 6 例输注RM-001的TDT患者显着增加总血红蛋白 （Hb） 和HbF水平。所有患者在RM-001 输注后1个月内均停止接受pRBC输注，并且在本分析期间保持无输血。RM-001的安全性与清髓性预处理和自体造血干细胞移植基本一致。这些结果有力地支持了RM-001作为患者潜在治愈方法。 图7. RM-001的临床活性06 中因科技ZVS101e：获得FDA的孤儿药认定中因科技成立于2016年，是一家专业从事遗传性眼病临床基因诊断、生育预防和基因治疗药物研发的国家高新技术企业，也是国内率先进行眼科基因治疗药物研发的企业。中因科技致力于单基因突变的遗传性眼病的治疗，在基因替代疗法和基因编辑疗法上均有深厚的技术储备，拥有眼科基因治疗的完整研发平台及丰富的基因药物管线，AAV载体平台也处于国内领先水平（图8）。 图8. 中因科技研发管线（图片来源于中因科技）结晶样视网膜变性（BCD）是一种特殊类型的视网膜色素变性，典型改变为黄白色闪光结晶样物质沉积于视网膜，全球发病率为1/67000，在亚洲人群特别是中国和日本相对多见，发病率约为1/24000，临床表现为进行性视力下降和视野缩窄，患者通常40岁左右失明，目前无任何有效疗法。ZVS101e是由中因科技研发的含人CYP4V2基因的重组AAV载体的基因替代疗法，补充视网膜细胞中正常CYP4V2基因的表达量，恢复视网膜细胞功能，用于治疗CYP4V2突变导致的 BCD。ZVS101e于2021年获得FDA的孤儿药认定（ODD）认证，2022年年底获得中美两地IND许可，2023年正式开展了I/II期临床。ZVS203e注射液是由中因科技研发的一款基于基因编辑技术开发的1类创新药，用于治疗RHO基因变异导致的视网膜色素变性。ZVS203e于2022年获得FDA的孤儿药认定（ODD），2023年11月，ZVS203e的IND申请获CDE受理，是国内受理的首个体内AAV基因编辑治疗产品。写在最后 基因编辑技术是一门应用广泛的技术，预计到2025年，市场规模将达到305.39亿美元。尚无国产基因编辑疗法获批上市，基因编辑技术是一门高风险、高难度和高成本的项目，针对的是有遗传缺陷的罕见病，即使药物成功上市定价也会很贵，很多大公司避而远之，但是国内还是有很多新兴公司在积极布局基因编辑技术，路途艰辛但终有曙光出现的那天。 主要参考文献 1.生物世界：博雅辑因将公布基因编辑造血干细胞在研疗法ET-01的IIT研究的初步安全性和有效性数据2.https://www.huidagene.com/new/news/473.https://www.huidagene.com/new/news/504.基因疗法，未来可期！邦耀生物全世界首次通过CRISPR基因编辑技术成功治疗的β0/β0型重度地贫患者“脱贫”已超3年5.https://www.bdgenetherapeutics.com/news/87.html6.https://www.bdgenetherapeutics.com/news/89.html7.Title: SAFETY AND EFFICACY OF RM-001 IN PATIENTS WITH TRANSFUSIONDEPENDENT Β-THALASSEMIA:EARLY RESULTS FROM THE ONGOING OF AUTOLOGOUS HBG1/2 PROMOTER-MODIFIED CD34+ HEMATOPOIETIC STEM AND PROGENITOR CELLS识别微信二维码，添加生物制品圈小编，符合条件者即可加入生物制品微信群！请注明：姓名+研究方向！版权声明本公众号所有转载文章系出于传递更多信息之目的，且明确注明来源和作者，不希望被转载的媒体或个人可与我们联系(cbplib@163.com)，我们将立即进行删除处理。所有文章仅代表作者观点，不代表本站立场。