史 彤，李積宗 （上海市生物醫(yī)藥科技發(fā)展中心，上海 201203）

基因治療是指通過修飾或操縱基因的表達從而改變活細胞的生物學特性以達到治療目的的一種治療手段。1990 年，美國批準開展了首例基因治療臨床試驗，利用逆轉錄病毒將正確編碼的腺苷脫氨酶ADA 基因導入患者體內，有效恢復了患者體內ADA 合成，開創(chuàng)了基因治療成功的先例[1]。實際上，1991 年，我國對B 型血友病患者展開了國際上第2 次基因治療臨床試驗[2]，并在2003 年，我國批準了世界首例基因治療產品（Gendicine，商品名：今又生）[3]。首個基因編輯臨床試驗也在我國開展[4]。雖然對基因治療的認識經歷了從樂觀到懷疑，再到理性認識的過程[5]，但基因治療對于遺傳性疾病和腫瘤的治療確實表現(xiàn)出驚人的功效，并展現(xiàn)出巨大的市場空間。近年來，隨著基因編輯、載體遞送等技術的快速發(fā)展，基因治療已經從實驗室進一步走向產業(yè)，各大藥企爭相布局基因治療，同時涌現(xiàn)出大量創(chuàng)新型公司，加入到基因治療研發(fā)的行列。本文從基因治療關鍵技術研究進展、產業(yè)發(fā)展、監(jiān)管政策體系及未來展望等方面進行探討。

1 基因治療關鍵技術研究進展

隨著人們對疾病發(fā)病機制的研究逐漸深入，科學家們發(fā)現(xiàn)，許多疾病是由于遺傳物質改變，例如某個基因的缺失或變異等，而導致功能蛋白表達異常，從而引起病變?；蛑委焺t可通過修復致病基因，達到緩解和治愈疾病的目的?；蛑委煵粌H能對血友病等遺傳性疾病發(fā)揮作用，在一些獲得性疾病，如腫瘤等疾病中也同樣有效[6-7]。

1.1 基因治療作用機制

基因治療機制包括：①用正常的基因補償突變的基因[8]，例如用正常的凝血因子VIII 或IX 基因分別替代變異的基因來治療血友??；②修復體內突變的基因[9-10]，例如I 型酪氨酸血癥、鐮狀細胞病、杜氏肌營養(yǎng)不良癥等單堿基突變的遺傳病的治療；③使功能異常的致病基因失活/激活[11-13]，例如家族性高膽固醇血癥、遺傳性耳聾等疾病的治療；④將新的基因或修飾后的基因導入人體進行疾病治療[14]，例如用嵌合抗原受體T 細胞療法治療腫瘤。

1.2 操縱改造基因的方法——基因編輯技術

基因編輯技術是指通過在DNA 中產生靶向雙鏈斷裂，然后激活細胞DNA 修復通路，進而實現(xiàn)對目的基因的定點突變、插入或敲除[15]。目前應用最多的是第3 代基因編輯工具“規(guī)律間隔成簇短回文重復序列”（CRISPR）[16]。傳統(tǒng)的CRISPR 系統(tǒng)為CRISPR/Cas9，通過與目標序列互補的單鏈引導RNA（sgRNA）將Cas 蛋白引導到特定核酸序列上，Cas蛋白負責剪切核酸。該系統(tǒng)雖然功能多樣、高效且易于使用，但易出現(xiàn)脫靶效應等情況，而且需要通過DNA 雙鏈斷裂激活修復通路，這可能會對細胞產生不良影響。一些新型的衍生編輯技術，包括堿基編輯器（BE）、先導編輯（PE）和Cas13[17]被相繼開發(fā)出來，使基因編輯不依賴傳統(tǒng)的DNA 雙鏈斷裂，直接實現(xiàn)單堿基的定向修改和替換。

CRISPR/Cas 及其衍生編輯技術已成為生物學領域最熱門的技術，在基因治療領域的應用也從單基因遺傳病拓展到腫瘤、感染性疾病、心血管疾病、自身免疫性疾病以及代謝性疾病等。

1.3 基因治療技術實現(xiàn)路徑

按照導入形式分為體外基因導入（ex vivo）和體內基因導入（in vivo）兩種[6]。①體外途徑中，分離患者自體細胞后，將目的基因轉導入細胞，在體外對細胞基因修飾后，將修飾后的細胞重新輸回患者體內，以達到治療的目的。例如，嵌合抗原受體T 細胞療法（CAR-T），分離患者自身T 細胞，體外修飾后重新回輸患者體內，高效識別腫瘤細胞并殺滅，達到治療效果。②體內途徑則是將基因通過適當載體系統(tǒng)直接導入人體，對人體細胞進行修飾，以達到治療的目的。體內途徑主要有基于載體系統(tǒng)的DNA/mRNA 導入療法等。

按照基因治療的材料、轉基因方法和臨床應用，可以將基因治療做以下分類，見圖1。

圖1 基因治療技術實現(xiàn)路徑

1.3.1 基因治療載體

安全有效的載體遞送系統(tǒng)是基因治療成功的關鍵，也是目前基因治療所面臨的瓶頸[5]。基因治療的載體包括病毒載體和非病毒載體兩種。病毒載體包括逆轉錄病毒、腺相關病毒（AAV）、腺病毒以及慢病毒（LV）等。非病毒載體主要包括陽離子多聚物載體、脂質體載體、納米顆粒載體等。采用病毒作為載體的基因治療方案約占70%，但需進行改造，成為無毒、高效、低免疫原性的遞送載體[18-19]，如腺相關病毒。迄今為止，以腺相關病毒為載體的基因治療藥物已經有3 種獲批上市，分別為諾華旗下的AveXis 公司開發(fā)的用于治療脊髓性肌萎縮癥的Zolgensma（用于治療2 歲以下脊髓性肌萎縮癥患者）、荷蘭UniQure 公司開發(fā)的用于治療脂蛋白酯酶缺乏癥的Glybera，以及Spark Therapeutics 公司用于治療RPE65 突變相關視網(wǎng)膜營養(yǎng)性萎縮的Luxturna。Luxturna 也是美國批準的首個真正意義上的基因療法。

1.3.2 溶瘤病毒

溶瘤病毒（OV）是一種新型腫瘤免疫療法，能選擇性感染和殺傷腫瘤細胞。溶瘤病毒可通過直接裂解腫瘤細胞、激發(fā)機體抗腫瘤免疫反應等多種調控機制破壞腫瘤細胞，而不影響正常細胞的生長[20]。常用的溶瘤病毒包括腺病毒、痘病毒、皰疹病毒、呼腸孤病毒和柯薩奇病毒等[21]。

早期的溶瘤病毒療法，主要是利用天然的野生型病毒，能引發(fā)強烈免疫反應和并發(fā)癥。隨著基因工程技術的不斷發(fā)展，經過基因改造的溶瘤病毒，由于療效、特異性和安全性大大提高，而被廣泛應用于抗腫瘤療法。重組人5 型腺病毒（安科瑞，H101）是經基因改造的溶瘤腺病毒，于2005 年由國家食品藥品監(jiān)督管理局批準上市，用于聯(lián)合化療治療鼻咽癌。該藥是世界上最早的一種溶瘤病毒，也是目前最常用的一種溶瘤病毒療法。2015 年美國FDA和歐盟批準的溶瘤病毒T-Vec 上市，目前也被廣泛用于復發(fā)黑色素瘤治療。

雖然溶瘤病毒療法取得了一定進展，但仍需深入研究溶瘤病毒與腫瘤細胞、機體免疫系統(tǒng)等之間的相互作用，探索更具個體化的，多種方式聯(lián)合的腫瘤治療方法。

1.3.3 mRNA 藥物

mRNA 即信使RNA，由DNA 轉錄生成，在細胞中可翻譯成為蛋白質，發(fā)揮相應的功能。新冠疫情的爆發(fā)使mRNA 技術成為業(yè)界關注的熱點。從原理上講，mRNA 可以用于預防及治療領域，應用方向上可以包括針對感染性疾病的預防性疫苗、針對腫瘤的治療性疫苗以及主要針對罕見病的全身分泌性蛋白療法[22]，因而具有巨大的市場前景。目前，國際上mRNA 療法的三大巨頭分別為美國Moderna、 德國BioNTech 和德國 CureVac 公司。三大巨頭在感染性疾病、腫瘤和罕見病等領域都布局了相應的研發(fā)管線。我國mRNA 療法起步較晚，但近年來發(fā)展迅速，涌現(xiàn)出上海斯微生物、蘇州艾博生物、深圳深信生物以及上海藍鵲生物等一批致力于mRNA 療法的創(chuàng)新生物技術公司。

目前，mRNA 療法中僅有Moderna、輝瑞等公司研發(fā)的新冠mRNA 疫苗上市，其他感染性疾病疫苗、腫瘤疫苗以及治療性藥物尚在研發(fā)中。

mRNA 療法的優(yōu)勢在于開發(fā)時間短、易于合成，但mRNA 具有不穩(wěn)定、在組織內易被降解等缺點，尤其是mRNA 在體內的有效靶向遞送，是目前mRNA 療法的主要難點之一，先進制劑和遞送方案也成為mRNA 藥物的核心技術與門檻之一。眾多科學家投入到mRNA 載體研究中，已開發(fā)出包括脂質體納米顆粒（LNP）、陽離子脂質體復合物（LP）、脂質體聚合物（LPR）、陽離子納米孔（CNE）等在內的多種載體，推動mRNA 療法快速發(fā)展。

2 基因治療產業(yè)發(fā)展概況

近年來，隨著基因治療技術的快速發(fā)展，對生命科學產生了革命性影響，尤其是2020 年獲得諾貝爾化學獎的基因編輯技術的誕生，基因治療技術為多種難治性疾病提供了新的治療手段。目前，國際上已有30 多種基因治療產品批準上市（表1）。

表1 全球上市的基因治療藥物

我國基因治療產業(yè)目前多集中在中游藥物研發(fā)創(chuàng)新領域，上游產業(yè)鏈核心環(huán)節(jié)卡脖子現(xiàn)象依然嚴重，亟待突破，但目前也有針對不同適應證的多種基因治療產品進入臨床研究階段，并有5 款獲批上市，成為僅次于美國的第二研究大國。

上海已將細胞和基因治療作為生物醫(yī)藥領域重點支持和發(fā)展的方向，2019 年6 月，上海市科學技術委員會正式批復成立張江細胞產業(yè)園，并于2021 年10 月升級為張江細胞和基因產業(yè)園。目前園區(qū)已有80 多家細胞和基因相關機構入駐，其中包括細胞存儲、研發(fā)、制備、檢測、臨床應用等多個領域，逐步形成了細胞和基因治療的創(chuàng)新鏈和產業(yè)鏈雛形（表2）。截至2020 年9 月，張江細胞產業(yè)園共有15 項細胞藥物獲批臨床試驗，占全國總獲批數(shù)（46 項）的近1/3。2021 年上海復星凱特和藥明巨諾的兩個CAR-T 治療藥物分別獲批上市。上海已成為細胞和基因治療領域的領頭羊。

表2 上海張江細胞和基因產業(yè)園細胞治療產業(yè)鏈布局

3 基因治療監(jiān)管政策體系建設情況

早在1976 年，重組DNA 技術誕生之后，美國國家衛(wèi)生研究院重組DNA 咨詢委員會發(fā)布了《重組DNA 分子實驗室準則》，這是世界上首個實驗室基因工程的管理法規(guī)，開啟了生物技術立法的先河。1985 年，美國國立衛(wèi)生研究院頒布的《人類體細胞基因治療的設計和呈批考慮要點》，涵蓋了開展基因治療臨床研究的基本要求，是基因治療領域第一個系統(tǒng)的法規(guī)。1997 年，美國正式將基因治療納入到藥品管理的法規(guī)體系內，以FDA 作為主管機構，并采用了法律管制和咨詢機構或委員會相結合的雙重管理模式[6]。

從1993 年起，我國首個基因治療法規(guī)《人的體細胞治療及基因治療臨床研究質控要點》發(fā)布，經過近30 年的發(fā)展，特別是在近年來以上海為代表的細胞基因治療產業(yè)快速發(fā)展的背景下，我國對于基因治療的監(jiān)管逐步走上了規(guī)范化道路（表3）。2017 年，《細胞治療產品研究與評價技術指導原則（試行）》發(fā)布，明確了細胞療法的技術要求，邁出了規(guī)范化監(jiān)管的第一步。2019 年以來，國家陸續(xù)頒布了一系列相關政策法規(guī)。隨著我國在基因治療領域監(jiān)管體系的不斷完善，基因治療產業(yè)進入了健康有序發(fā)展的快車道，但也暴露出一些問題，如基礎研究仍待加強，應用轉化和產業(yè)化存在瓶頸等。因此，未來我國仍需進一步強化政策支持與科學監(jiān)管。一方面在相關基礎研究、關鍵技術和資源平臺方面需繼續(xù)給予政策面大力支持。另一方面，可以借鑒美國FDA 對于新療法新藥物采取加速審批配合上市后嚴格監(jiān)管、小機構聯(lián)合臨床試驗等系列監(jiān)管政策，制定適宜的政策法規(guī)，推動細胞和基因治療產品的上市以及上市后再評價，既能盡早進入臨床以解決患者需求，又能最大限度保障治療手段的有效性和安全性。

表3 我國發(fā)布的基因治療相關政策法規(guī)或指南文件

4 未來展望

4.1 完善政府引導的基因治療創(chuàng)新服務體系

“十三五”以來，基因治療就一直是國家和上海在醫(yī)藥領域重點支持的方向。從地方政府和科研機構共同合作成立的昆山小核酸產業(yè)基地，到2019年上海張江細胞產業(yè)園的成立，再到2021 年9 月京津冀特色細胞谷試驗區(qū)的正式掛牌，都體現(xiàn)出國家地方政策層面對基因治療的大力支持。隨著各地政府不斷布局基因治療產業(yè)，并在相應環(huán)節(jié)進行產業(yè)平臺建設，基因治療領域創(chuàng)新服務體系與產業(yè)生態(tài)正在逐步形成，我國基因治療產業(yè)必將步入良性發(fā)展的快車道。

4.2 繼續(xù)規(guī)范監(jiān)管體系

與傳統(tǒng)藥物相比，基因治療屬新興治療技術，技術更迭速度快，涉及倫理法律等問題多，尤其存在安全風險，因此，監(jiān)管難度較大，基因治療產業(yè)的發(fā)展仍需繼續(xù)完善監(jiān)管體系。尤其在質量控制等方面，應加快建立成熟的第三方檢測機構，并且要加強藥企與藥品監(jiān)管機構的溝通。針對基因治療產品存在的安全風險，國家藥品監(jiān)督管理局于2021年6 月起連續(xù)發(fā)布了多項法規(guī)，包括《嵌合抗原受體T 細胞（CAR-T）產品上市臨床風險管理計劃技術指導原則（征求意見稿）》、《基因治療產品長期隨訪臨床研究技術指導原則（試行）》、《藥品生產質量管理規(guī)范-細胞治療產品附錄（征求意見稿）》，及《體內基因治療產品藥學研究與評價技術指導原則（試行）》等，旨在進一步規(guī)范行業(yè)發(fā)展、促進企業(yè)及早發(fā)現(xiàn)產品風險、確保上市后安全風險可控。

4.3 提高基因治療藥品可及性

基因治療藥品多用于治療罕見病、腫瘤等疾病，價格昂貴。比如在國內率先上市的復星凱特的阿基侖賽注射液和藥明巨諾的瑞基奧侖賽這兩款CAR-T 細胞治療產品，為復發(fā)難治性侵襲性非霍奇金淋巴瘤腫瘤患者帶來希望的同時，也因其高昂的定價使部分患者望而卻步。雖然美國、英國等多個國家已將CAR-T 治療產品納入醫(yī)保，但由于缺乏III 期臨床試驗數(shù)據(jù)，其長期的安全性和長期療效尚未得到證實。實際上，我國在基因治療藥物進入醫(yī)保做了大量工作，并卓有成效。2021 年12 月，用于治療脊髓型肌萎縮癥（SMA）的靶向基因治療藥物——諾西那生鈉進入醫(yī)保，并且價格由2019 年進入中國市場時的70 萬元降至3.3 萬元，為SMA患兒帶來生的希望。2022 年5 月，國內上市的兩款CAR-T 治療藥物也被納入“滬惠?！?。相信隨著長期療效和安全性得到進一步證實，以及通用CAR-T等藥物的研發(fā)上市，未來將會有更多的基因治療藥物進入醫(yī)保，惠及患者。