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行业快讯

综述:基因治疗的宿世今生(下)

时间:2020-08-06 热度:
从20世纪70年月起,,,,,,基因工程手艺的发明发动了基因传输、获取和编辑等与基因疗法亲近相关的要害手艺的开发,,,,,,一些主要的基因工程手艺如基因载体手艺、基因克隆手艺、基因编辑手艺等给现代基因疗法手艺带来了深刻的影响。。。。。

上篇中,,,,,,为各人先容了基因疗法的生长历程以及海内对该领域的生长结构;;;以下,,,,,,继续将对现在基因疗法领域的手艺生长以及现行的相关规则政策举行一个大致的概述。。。。。

基因疗法手艺的一直突破

现在,,,,,,基因疗法领域最热门的手艺可以说是AAV载体递送手艺、CRISPR基因编辑手艺、单/双碱基编辑手艺以及溶瘤病毒基因刷新手艺等。。。。。

(1)腺相关病毒(AAV)载体手艺

腺相关病毒(AAV)最早于在20世纪60年月中期从实验室腺病毒(AdV)制剂中发明,,,,,,随后很快就在人体组织中被发明。。。。。它具有无致病性、高效的恒久基因表达、易于基因操作以及免疫反应低(或在许多情形下缺乏)的特点,,,,,,这一系列特征使其成为基因递送的主要工具。。。。。
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▲重组AAV载体介导转基因表达的历程

现在,,,,,,前沿的AAV基因组设计能够将衣壳中携带的单链DNA设计成自我互补的序列。。。。。这种序列的优点在于它不需要单链DNA复制成为双链DNA的办法就可以举行转录,,,,,,与古板的单链AAV基因组相比,,,,,,它的基因表达更为迅速,,,,,,并且表达量更高。。。。。诺华公司开发的治疗脊髓性肌肉萎缩症(SMA)的Zolgensma就使用了这种基因组设计。。。。。然而这种设计的一个弱点是AAV携带的转基因容量减半,,,,,,还需要进一步研究优化。。。。。

至今为止,,,,,,全球已有三款以重组AAV为载体的基因治疗药物获批上市,,,,,,除了诺华公司的Zolgensma(AAV9)以外,,,,,,另外两款是UniQure公司开发的Glybera(AAV1)和SparkTherapeutics公司开发的Luxturna(AAV2);;;另外尚有一款治疗A型血友病的AAV基因治疗药物BMN-270(来自BioMarin)也提交了上市申请。。。。。由此我们可以看出AAV基因疗法的潜力是重大的。。。。。

(2)CRISPR基因编辑手艺

作为基因编辑工具,,,,,,CRISPR已经成为生物医学领域的最热门手艺。。。。。早在20世纪下半叶,,,,,,CRISPR序列就已经被科研职员发明并纪录 ,,,,,,直到2002年,,,,,,这些序列正式被命名为:纪律距离成簇短回文重复序列(Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats, CRISPR)。。。。。
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▲ CRISPR手艺生长时间轴(图片泉源:Nature)

2012年8月,,,,,,Doudna与Charpentier两个团队相助在Science杂志揭晓了关于使用CRISPR/Cas系统在体外对DNA举行准确切割的具有开拓性的研究论文:他们可以使用这种CRISPR/Cas9系统在任何想要的地方切割任何基因组。。。。。

随后,,,,,,取得进一步希望的是麻省理工学院(MIT)和哈佛大学的Broad研究所的华人学者张峰,,,,,,其研究组于2013年2月刊登的一篇论文批注:CRISPR/Cas9可用于编辑小鼠细胞某人类癌细胞的基因组。。。。。在统一期的Science期刊上,,,,,,哈佛大学的George Church和他的团队展示了怎样使用CRISPR手艺来编辑差别的人体细胞,,,,,,包括正凡人的iPS细胞。。。。。

从那时起,,,,,,研究职员发明CRISPR/Cas9的功效很是多样。。。。????蒲Ъ也坏梢允褂肅RISPR通过剪断基因来“默然”基因,,,,,,还可以使用修复模板将剪切片断留下的误差替换为所需的基因。。。。。

随后,,,,,,科学家们对CRISPR手艺举行了多方面的刷新研究,,,,,,阻止2017年,,,,,,关于CRISPR的论文,,,,,,就已经有凌驾14,000篇。。。。。现在,,,,,,该手艺生长的相当成熟,,,,,,已经普遍运用于基因疗法领域,,,,,,有望资助种种遗传性基因疾病患者获得新的治疗途径。。。。。

(3)单/双碱基编辑手艺

现有的基因编辑手艺,,,,,,例如CRISPR、ZFN、TALEN,,,,,,通过在DNA中爆发靶向的双链断裂,,,,,,然后依赖细胞自身修复机制来完成编辑历程;;;这些要领可以有用地改变基因表达。。。。。然而,,,,,,它们缺乏对编辑效果的控制,,,,,,脱靶效应以及对DNA双链断裂的依赖,,,,,,可能导致基因编辑后的细胞泛起不可预期的杂乱。。。。。许多基因组突变爆发在单个碱基中,,,,,,为使基因编辑越发准确,,,,,,单碱基基因编辑手艺应运而生,,,,,,旨在针对这些简单的碱基过失(即点突变),,,,,,而不会在DNA中造成双链断裂。。。。。

2016年4月,,,,,,David Liu教授团队在Nature上揭晓的论文体现,,,,,,首次开发出了胞嘧啶碱基编辑器(CBE),,,,,,能够在不依赖DNA双链断裂的情形下首次实现了对单个碱基的定向修改。。。。。这便开启了CRISPR系统的单基因编辑时代。。。。。随后,,,,,,David Liu教授团队又开发了另一种单碱基基因编辑工具——腺嘌呤碱基编辑器(ABE),,,,,,以后研究职员首次实现了不依赖于DNA断裂而能够将DNA四种碱基A、T、G、C举行替换的单碱基基因编辑手艺。。。。。

但科学家们在随后的研究历程中发明,,,,,,单碱基编辑系统保存严重的脱靶效应,,,,,,同时会诱导大宗基因突变,,,,,,另外还保存着编辑窗口简单、编辑转化效率不高等弱点,,,,,,故而对其睁开了一系列的优化改善研究;;;2019年10月,,,,,,David Liu团队再次开发出先导编辑器(Prime Editor, PE),,,,,,一种能够搜索和替换(碱基)的基因编辑器,,,,,,在不依赖DSB和供体DNA的条件下便可有用实现所有12种碱基转换(C→T、G→A、A→G、T→C、C→A、C→G、G→C、G→T、A→C、A→T、T→A和T→G),,,,,,别的还能有用实现多碱基的精准插入。。。。。

2020年6月,,,,,,海内邦耀生物与华东师范大学刘明耀教授及李鼎力大举教授团队相助的一项研究批注,,,,,,将胞嘧啶脱氨酶hAID-腺嘌呤脱氨酶-Cas9n(SpCas9 D10A突变体)融合在一起,,,,,,开发出的一种新型双功效碱基编辑器-命名为:A&C-BEmax,,,,,,不但可以实现单独的C>T或A>G,,,,,,还可以在统一等位基因上同时实现C>T和A>G的高效转换。。。。。双碱基基因编辑手艺的泛起极大地富厚了碱基编辑工具、扩展了碱基编辑器的应用规模,,,,,,为遗传病治疗、作物育种即是带来新的生长,,,,,,可以说是人类在基因编辑领域新的突破。。。。。

(4)溶瘤病毒基因刷新手艺

溶瘤病毒(Oncolytic Virus, OV)是一类能选择性熏染和杀伤肿瘤细胞的病毒,,,,,,具有特异性复制能力,,,,,,并能引发机体爆发抗肿瘤免疫反应。。。。。它们的作用原理主要是通过对自然界保存的一些致病力较弱的病毒举行基因刷新制成特殊的溶瘤病毒,,,,,,使用靶细胞中抑癌基因的失活或缺陷从而选择性地熏染肿瘤细胞,,,,,,在其内大宗复制并最终摧毁肿瘤细胞。。。。。
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▲ 溶瘤病毒生长史

溶瘤病毒疗法最初发明于20世纪初期,,,,,,活跃于20世纪中期的大宗临床试验,,,,,,但由于其时手艺有限,,,,,,主要都是使用自然的溶瘤病毒,,,,,,其引发的强烈免疫反应和并发症导致效果不佳、副作用大,,,,,,使得其时化疗和放疗显示出了倾覆性的疗效,,,,,,故而该领域受到萧条。。。。。

厥后,,,,,,随着病毒学和基因工程手艺的一直生长,,,,,,使得人们能对病毒基因举行刷新,,,,,,这大大提高了溶瘤病毒在肿瘤治疗方面的效果、特异性和清静性。。。。。之后,,,,,,溶瘤病毒就开启了肿瘤治疗的新纪元——溶瘤病毒疗法。。。。。

随着重组病毒基因组刷新手艺的逐渐成熟,,,,,,溶瘤病毒疗法手艺已普遍运用于实践。。。。。其里程碑事务,,,,,,是2015年美国FDA和欧盟批准溶瘤病毒T-Vec上市;;;现在T-Vec已在美国、欧洲和澳大利亚普遍用于复发玄色素瘤治疗。。。。。近几年,,,,,,该领域似乎重新回归到各人的视野中,,,,,,成为海内外基因疗法研发领域的星星之火,,,,,,值得期待。。。。。

基因疗法羁系机制的生长


基因治疗羁系政策于1993年首次出台,,,,,,由国家科学手艺委员会公布的“基因工程清静治理步伐”为起步举行推行。。。。。随后在一直生长中,,,,,,21世纪初,,,,,,中国形成了相对周全但仍然宽松的基因治疗羁系政策,,,,,,涉及药物临床试验、基因治疗质量控制、辅助生殖、伦理审查、干细胞等多方面管控。。。。。

2010年,,,,,,国家食物药品监视治理局宣布了《药品临床试验伦理审查指导原则》。。。。。2015年,,,,,,国家食物药品监视治理局与国家卫生和妄想生育委员会联合宣布了羁系步伐和品德准则,,,,,,例如干细胞临床研究治理步伐(试行),,,,,,质量控制和治疗指导原则。。。。。同年,,,,,,国家卫计委作废了对第三类医疗手艺临床应用的行政审批,,,,,,因此细胞疗法和基因疗法可以由医疗机构自行批准。。。。。

但在2016年,,,,,,我国爆发了关于生物免疫疗法的“魏则西事务”之后,,,,,,国家卫计委连忙暂停了所有未经批准的第三类医疗手艺的临床应用,,,,,,并且对基因治疗领域接纳磷泣严酷的羁系政策。。。。。

只管云云,,,,,,基因疗法作为一种新的生物医疗手艺和医学工业,,,,,,仍然属于国家重点生长的领域。。。。。随后,,,,,,国务院在“十三五”国家战略性新兴工业生长妄想(国发[2016] 67号)中,,,,,,对基因治疗领域的工业生长制订了激励政策。。。。。可是其时,,,,,,中国尚未就人类基因手艺问题(包括基因治疗)形成一套周全而系统的执律例则系统。。。。。

2018年,,,,,,受贺建奎的“CRISPR基因编辑婴儿事务”影响,,,,,,中国最先增强生物清静,,,,,,基因手艺和生物医学等领域的立法。。。。。2019年,,,,,,《生物清静法》通过了天下人民代表大会常务委员会的第一次审查。。。。。该执法的目的是成为生物清静的基础、系统、周全和主导的基本法。。。。。

2019年,,,,,,在中央周全深化刷新第九次聚会上,,,,,,审议通过了《国家科技伦理委员会组建计划》,,,,,,目的是建设周全笼罩、秩序协调、标准化的综合科学手艺伦理治理系统。。。。。现在,,,,,,国家卫计委正在接纳响应的立法行动,,,,,,并起草了《生物医学新手艺临床应用治理条例》(征求意见稿)》和《生物手艺研究开发清静治理条例(征求意见稿)》,,,,,,目的是形成越发合理的监视机制,,,,,,以便生物手艺研发、应用和相关工业康健生长。。。。。

由此,,,,,,我国基本形成了与基因疗法手艺以及行业生长相顺应相协调的周全羁系政策。。。。。
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▲ 中国现行的基因治疗羁系规范

展望

近年来,,,,,,我国基因疗法领域正在逐步兴起。。。。。作为一种新的医学领域,,,,,,它正在深刻地改变着制药业的面目,,,,,,但还并未生长成熟,,,,,,对此人类还需要举行更长时间的探索和发明。。。。。

只管云云,,,,,,这并不可怕。。。。。“泡泡男孩”的基因疗法事务申饬我们,,,,,,相比于恐惧,,,,,,在学习中探索未知,,,,,,才会使基因疗法领域获得蓬勃生长,,,,,,才华使得更多患者获得生的希望。。。。。

因此,,,,,,公众对该领域的认可、国家社会对该领域的支持、相关执律例则的建树,,,,,,都将会成为该领域新疗法降生的要害推力。。。。。

UG环球生物将一连专注于基因治疗CDMO效劳,,,,,,助力基因治疗造福人类。。。。。基于公司基因和细胞治疗载体CDMO平台可提供从非注册临床研究用质粒和病毒生产(IIT)、基因治疗新药临床申报整体计划(IND)到基因治疗临床样品及商业化GMP生产的整体效劳,,,,,,效劳产品包括基因和细胞治疗用质粒、腺相关病毒、慢病毒、腺病毒、多种溶瘤病毒以及基因疫苗等新型基因载体。。。。。

参考资料:
1.An overview of development in gene therapeutics in China


关于UG环球生物

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01 非注册临床研究用质粒和病毒生产
   在切合GMP治理系统的中试车间完成质粒和病毒生产,,,,,,并提供所有产品的质量磨练报告,,,,,,用于在医院开展研究者提倡的临床研究。。。。。
02 基因治疗新药临床申报整体计划
   提供可用于中、美新药临床试验申请的临床前中试样品生产效劳,,,,,, 凭证开发的实验室规模工艺举行中试放大,,,,,,生产历程严酷凭证GMP要求举行,,,,,,中试样品用于申报IND,,,,,,并撰写全套双语CMC质料。。。。。中试历程由履历富厚的生物制药工程师认真,,,,,,并由实验室工艺开发研究员认真手艺转移。。。。。

主要涉及:
  • 工艺研究和质量研究
  • 一连批次中试生产和稳固性研究
  • 质粒和病毒全套申报CMC质料
03 基因治疗临床样品及商业化GMP生产
   GMP生产平台用于生产临床级的重组病毒药物,,,,,,总投资过亿元人民币。。。。。研爆发产总面积约10000m2,,,,,,包括动力中心、 清洁工程、WFI系统、客栈、质粒生产车间、病毒生产车间、质控实验室、灌装车间等。。。。。平台接纳一次性生产手艺举行质粒和病毒的生产,,,,,,由GE医疗提供无邪工厂(FlexFactoryTM),,,,,,其余辅助装备均接纳国际优质品牌。。。。。
   基于该平台,,,,,,UG环球生物将为基因治疗和细胞治疗药物研发企业提供高质量的病毒载体CDMO效劳:
  • 原质料入库磨练及放行
  • GMP原质料供应商审计
  • 手艺转移、工艺开发及放大
  • 制剂、要领学开发及验证
  • 质量包管系统全流程治理
  • 10L、50L、100L一次性反应器大肠杆菌发酵质粒生产
  • 100L、200L、500L一次性反应器细胞作育病毒生产
  • GMP液体制剂灌装
  • 短期及恒久稳固性研究等
04 其他效劳
  • GMP液体制剂灌装效劳
  • 动物药效学研究
  • 注射用水
  • 质量控制咨询与检测
  • 临床样本检测等
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