基因治療研究人員發現一種常用于將治療性基因載入小鼠的病毒載體有副作用,會引發肝腫瘤。某些專家爭辯說,利用這種載體進行的臨床實驗很安全。
曾經有人擔心基因治療有引發癌癥的副作用。幾年前,法國一項基因治療實驗中,一種逆轉錄病毒在三個兒童中引發白血病(ScienceNOW, 14 January 2003:)。2001年,華盛頓大學分子生物學家Mark Sands,在出生時接受過病毒(據推測較安全)的小鼠,中年時發展出肝腫瘤的比率較高。后一項發現促使美國食品和藥品監督管理局(FDA)停止了兩項臨床實驗(Science, 23 November 2001, p. 1640:)。在一支專家小組確定問題病毒——腺相關病毒(adeno-associated virus,AAV)——沒有引發癌癥后,實驗才得以恢復。相反,某些人認為,實驗中所用到的敲除品系小鼠更傾向于罹患癌癥。
現在,Sands小組的實驗證據表明,基因治療載體的確會激發癌癥。他們向敲除小鼠和正常小鼠注射AAV載體,結果前一組發展出肝腫瘤的比率為33%-56%,后一組發展出肝腫瘤的比率為4%-8%。華盛頓大學David Russell實驗室在來自6只小鼠的腫瘤中尋找載體。4個腫瘤中,載體插入染色體12,打開幾種與癌癥有關的基因,詳細內容刊登于7月27日《Science》雜志。
這些發現喚起了人們對AAV載體臨床使用的安全性的關注。Russell說,我們至少應該關注風險和利益之間的平衡。
佛羅里達州立大學Philip Laipis也曾經觀察過接受AAV載體治療的小鼠的腫瘤,同意利用類似高劑量AAV靶向肝細胞。肝細胞比其它類型細胞更容易吸納AAV載體。Laipis 說:“AAV有可能整合到你不希望它整合的位點。”
其他研究人員卻對這項研究持有懷疑。斯坦福大學Mark Kay強調,還沒有在接受過肝臟AAV載體治療的數千只小鼠中發現腫瘤率上升,也未在接受AAV治療6年或者以上的狗中發現腫瘤發生率上升。曾參與過臨床研究,利用AAV肝臟注射法治療血友病的Kay說,Sand實驗室所觀測到的腫瘤可能是高劑量引起的,但實際上與所用小鼠的品系以及是剛出生的小鼠有關。2001年專家小組負責人、賓州大學Philip Johnson對此深表贊同。“他們的實驗有非常理的地方。”
無論如何,17項正在進行的AAV載體實驗應該是比較安全的,因為它們靶向的是其它組織,如腦、視網膜等。FDA發言人Karen Riley表示,機構不會對個人研究進行評論。
研究發現新型基因治療病毒載體——AAV
與人類一起生存了幾百萬年的病毒變體后導致人類產生疾病或體質變弱,近日美國加州大學的研究人員發現這種病毒是良性的,并且可以將其改變進而有利于人類。
腺伴隨病毒(adeno-associated virus,AAV)是一種普通的無害病毒,近年來受到了大量的關注,它可能攜帶有基因治療的相關基因。因為有90%的人攜帶了這種病毒,然而他們的免疫系統在接觸抗原之后會很快反應并使抗原無效,這將有利于進行基因治療的嘗試。
研究人員加速病毒進化進程并直接改變病毒,進而使病毒突破人體的免疫防御系統,使其更利于進行基因治療。兩個月的實驗室試驗,研究人員成功地完成了。
病毒的直接進化還需要酶的改變,以便它能變為更有效的新物質或者是得到一個更好的催化反應,如使抗體能更好地粘合特異靶器官。
該技術可用于改善AAV病毒的許多其它特征,以利于其更易做基因的載體。同時,該項新技術還可用于幫助致病病毒躲開人類免疫系統,間接增加它們的毒性。
AAV包含的兩個基因存在一個蛋白外殼中,這個外殼蛋白會識別抗體,并且導致直接進化,并為進化提供所需的物質。
研究人員通過易錯PCR引入小變異基因進行重新配對創造了突變病毒,再將其結合至蛋白外殼中,然后引入血清免疫系統用以抵抗AAV以及很多類型的AAV抗體。而突變病毒善于避免抗體,因此AAV能存活于血清中。
AAV是大自然賜予的禮物,它是一種非常安全且有效的病毒,該病毒的重新進化將有助于基因治療的進一步開展。
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基因治療引發安全性問題
一名法國男孩在接受試驗性基因治療后罹患白血病,而基因治療很可能是白血病發病的原因,這一事件的發生可能促使全球范圍內這類基因治療的暫停。
這名3歲的法國男孩正在接受化療,以殺死其體內開始迅速增殖的白細胞。而在這名男孩出生的時候,他恰恰缺乏這些血細胞。
從出生起,這名男孩患有重癥聯合免疫缺陷病(severe combined immunodeficiency disease,SCID)。他體內缺乏抗感染所必需的白細胞,這類患兒通常在不到一歲的時候就已死去了。
當這例患兒2個月時,他被納入了一項試驗性基因治療研究。研究人員使用經過基因修飾的病毒,將患兒所缺乏的產生白細胞的基因拷貝導入其體內。這項由法國巴黎Necker醫院Fisher醫師牽頭的試驗性研究已經在過去的數年中取得了初步的成功。迄今已經有11例患兒接受了這種治療,所有患兒耐受良好,而且表現出具有正常免疫力的跡象。
Fisher說,這名法國男孩的問題出現在今年8月份。當時,常規檢驗顯示,他的白細胞計數高到了不正常的水平,第二次檢驗其白細胞計數升高更多。
通過分子試驗,研究小組發現,經過基因工程修飾的病毒在至少一個細胞的不適當位點導入了治療性基因:緊鄰于控制細胞分裂和繁殖的基因旁邊。這些病毒往往將所攜帶的基因在細胞的DNA內隨機導入。研究小組說,新導入的基因破壞了調控基因,使細胞開始不受控制地分裂。
此后,研究小組通知了法國政府,而且開始聯系其他所有接受治療的患兒的家庭。他們沒有出現相同的問題。研究人員于10月4日對外公布了這一事件。Fisher說,目前尚不確定此類事件是否再次發生。但是,作為防御步驟,歐洲當局和美國食品與藥物管理局(FDA)將所有的類似試驗置于“臨床暫停”的狀態,這種狀態要求所有類似試驗不能再納入新的臨床病例。
從上個世紀80年代末期,分子水平的事故就已經被認為是一種理論上存在的危險。第一例試驗性基因治療于1990年9月在美國進行。從那時起,已有上千人接受了試驗性基因治療,而他們中的絕大多數病例使用的病毒載體,都是同這一事件中法國男孩使用的病毒載體相似的逆轉錄病毒載體。盡管科學家認為現在應該再次回顧這些資料,但是目前還沒有出現由專家認可的、與基因治療相關的癌癥病例。
美國當局指出,暫停所有的與逆轉錄病毒載體相關的基因治療現在還為時尚早。他們只是將暫停試驗性基因治療的范圍局限在同時涉及逆轉錄病毒載體和針對免疫缺陷的基因治療領域。許多其他使用逆轉錄病毒導入基因的方法仍用于治療癌癥。
Fisher說,他非常希望這種基因治療方法從總體而言利大于弊。除基因治療之外,治療SCID的另一種治療方法是近親的骨髓移植。除非骨髓移植非常匹配,否則手術的失敗率是25%。他強調說,這一失敗率比現在接受基因治療的11例患者的并發癥發生率高2倍以上。
專家稱:基因治療利大于弊
美國FDA決定在10月10日召開緊急會議,以研究基因治療的安全性問題,基因領域的專家仍然指出,基因治療的好處遠遠大于其弊端,基因療法對目前無法治愈的疾病的治療提供了最大的希望。
針對這例患者在法國巴黎Necker Enfants Malade醫院接受試驗性基因治療時,由于基因載體的原因而罹患白血病事件,FDA已經決定停止美國境內所有類似試驗,盡管此類試驗只有3項。
專家指出,這一事件的發生與其他基因療法試驗沒有關聯。
美國紐約市Weill Cornell醫學院的神經外科醫師、不久將開始第一例帕金森病基因治療的Kaplitt說:“人們往往將基因治療歸于一類,但事實上,它們之間唯一的共同點是將基因注入體內。這就好像是在說,所有的藥物治療都是一樣的,僅僅因為你都要把藥片吞進肚子里。”
Kaplitt說,法國試驗性基因治療出現問題的原因在于治療所使用的基因載體。基因載體往往是一種病毒。但是,他強調說,不同的基因治療往往選用不同的載體,并不是所有的載體都存在這樣的危險。
早在90年代初即開始對人體使用載體的美國南加州大學基因實驗室的主任Anderson說,在不良反應被發現之前,基因載體已經使用了12年,而且已經對3000多例患者進行了治療。他說,此前已知載體病毒可能導入染色體并引起癌癥的危險,而在該例法國試驗中的患者已經被告知了這種風險的存在,但是這種危險在此前從未真的出現。
Anderson說,因為這是一種已經被了解的危險,“它不會對基因領域產生很大的影響。”以接受基因治療后,于1999年死于一種罕見的代謝疾病的Jesse Gelsinger為例,Anderson說:“這是完全無法預料和無法解釋的,這對基因治療領域一定會有影響。”在Jesse Gelsinger病例中使用的載體與該法國試驗中使用的載體并不相同。
美國紐約Mount Sinai大學基因治療研究所所長、美國基因治療學會前主席Woo說:“在所有這些事件之中,大眾不應對基因治療的前景視而不見。”他說:“我們應該將這一負面事件同其他事件聯系起來,這些事件占據了報紙的頭版頭條,但事實上卻有上千例患者在接受基因治療,發生這種事件的可能性是很低的,不會高于正在研發中的藥物的不良反應發生率。”
他補充說:“并不是說這不是壞事,”整個科學界“正在試圖發現這種事件是如何發生的和如何在將來預防這種事件的發生”。因為對于患有重癥聯合免疫缺陷病(SCID)的患者而言,這一治療方法具有“非常好的前景”。他說,這些患者如果不接受有效治療將無法生存,目前有11例SCID患者在接受基因治療,其中有10例患者已經治愈,現在正在過正常的生活。他說:“如果這不是醫學的奇跡的話,我不知道這是什么。”
Kaplitt指出,他將用于治療帕金森病的載體——腺相關病毒(AAV)是被廣泛認為最安全的載體之一。Anderson同意AAV看起來是安全的,但是他強調這一觀點可能改變。他說:“直到出現一個嚴重的不良反應事件,AAV將一直被認為是一種最安全的病毒載體。”他強調,在法國試驗中使用的逆轉錄病毒載體在經過十幾年的使用后,才發現出現了不良反應。
Woo說:“若公眾期望一種新的治療手段是完全安全的,那么未來將沒有任何新的醫療手段。”
Anderson呼吁繼續進行基因治療的研究:“我們必須清楚,如果這些事件阻礙了基因治療的進程,那才是最大的悲劇。”
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