2012年，首個基因治療藥物Glybera獲歐盟批準(zhǔn)，該藥物基于腺相關(guān)病毒（AAV）載體用于家族性脂蛋白脂酶缺乏（LPLD）成人患者的治療。

       去年，F(xiàn)DA批準(zhǔn)的第一個體內(nèi)基因療法是Luxturna，同樣使用AAV作為遞送載體，它被施用于眼睛以治療罕見的遺傳性失明。

▲ rAAV轉(zhuǎn)導(dǎo)通路（圖片來源：Nature Reviews Drug Discovery）

在純科學(xué)的好奇心驅(qū)使下，一些研究小組開始了解基本AAV生物學(xué)的過程，此時并沒有意識到其作為人類基因治療平臺的巨大潛力。在AAV研究的前15-20年中，AAV的幾個重要方面被表征，包括其基因組構(gòu)型和組成、DNA復(fù)制和轉(zhuǎn)錄、感染潛伏期和病毒粒子組裝。這些成果共同促進了野生型AAV2序列成功克隆到質(zhì)粒中，從而實現(xiàn)了基因研究和整個AAV2基因組測序。早期研究提供了使用AAV作為基因傳遞載體的基礎(chǔ)知識。

▲50年AAV時間線（圖片來源：Nature Reviews Drug Discovery ）

AVV帶來的挑戰(zhàn)

基于安全性和治療性基因容量問題，非病毒遞送方法變得越來越普遍。最簡單的非病毒基因傳遞系統(tǒng)如裸DNA、質(zhì)粒DNA，當(dāng)直接注射到某些組織，特別是肌肉時，可以產(chǎn)生顯著水平的基因表達，但仍然低于用病毒載體實現(xiàn)的基因表達。

        目前，病毒載體仍然是基因治療試驗最流行的遞送方法，迄今為止，已用于大約三分之二的試驗。根據(jù)一項2017年的統(tǒng)計，腺病毒是最常用的載體，占所有試驗的20.5％，但自2012年(23.3％)以來有所下降。近年來，逆轉(zhuǎn)錄病毒載體使用率同樣下降(只占試驗的17.4％，而2012年為19.7％，2007年為22.8％，2004年為28％)，這很大程度上是由于慢病毒載體(約為7.3％，比2012年的2.9％增加)的出現(xiàn)，提高了安全性以及擴大了使用范圍。類似的趨勢發(fā)生在腺相關(guān)病毒(AAV)的使用情況，從2012年的4.9％增加到2017年的7.6％。

可負擔(dān)性已經(jīng)成為了基于病毒的基因療法的主要障礙之一

        藥物產(chǎn)品的可負擔(dān)性已經(jīng)成為了基于病毒的基因療法的主要障礙之一。根據(jù)美國知名處方藥比價網(wǎng)站GoodRx發(fā)布的2019年全球最昂貴藥物榜單，兩款A(yù)AV基因療法占據(jù)了前兩名，分別是212.5萬美元的Zolgensma和85萬美元的Luxturna。今年6月，歐盟批準(zhǔn)了Bluebird bio針對重型β地中海貧血的基因療法Zynteglo(LentiGlobin)，其使用慢病毒載體轉(zhuǎn)導(dǎo)CD34+細胞，177萬美元的定價使其成為目前全球第二昂貴的藥物。

        價格主要歸因于制造的高成本。要想生產(chǎn)足夠的載體用于治療，需要大量的資源和專業(yè)知識以及合適的生產(chǎn)系統(tǒng)。

治療所需的高劑量也帶來了人們對安全性的擔(dān)憂

威爾遜承認，科學(xué)家們?nèi)匀徊煌耆斫鉃槭裁碅AV在一定劑量下會變得有毒，但很明顯，如果沒有更有效的基因遞送工具，高劑量的AAV可能是糾正某些疾病的唯一方法，尤其是肌肉疾病。高劑量還造成了額外的制造障礙和高成本。

       這些擔(dān)憂指導(dǎo)了威爾遜的新公司Passage Bio的戰(zhàn)略，該公司專注于研究罕見的遺傳神經(jīng)疾病。該公司臨時首席執(zhí)行官奧比米德?斯奎托(OrbiMed's Squinto)表示：“我們一直在努力選擇需要非常、非常低劑量治療的疾病。”該公司還計劃將AAVs直接注射到腦脊液中，這應(yīng)該比Zolgensma使用的全身注射需要更小的劑量。斯奎托說：“威爾遜在他的職業(yè)生涯中不會再冒太多的風(fēng)險了。在進行人體實驗之前，我們將盡可能地了解更多。”

免疫障礙同樣存在于當(dāng)前基因療法的開發(fā)過程中

       例如，重組AAV蛋白衣殼、其基因組和轉(zhuǎn)基因的蛋白質(zhì)產(chǎn)物可以在多個階段與宿主免疫系統(tǒng)相互作用，對有效基因遞送和持久基因表達構(gòu)成障礙。目前，中和抗體(Nab)篩查和排除血清反應(yīng)陽性受試者仍然是許多臨床研究中的必要步驟。

解決策略

       為了避免免疫應(yīng)答可能導(dǎo)致的問題，研究人員正在測試各種策略，以最小化基因治療帶來的免疫應(yīng)答。例如，針對免疫特權(quán)部位（如眼睛和大腦）的疾病開發(fā)基因療法，一來規(guī)避免疫應(yīng)答帶來的風(fēng)險，二來只需少量施用載體，也避免了臨床應(yīng)用的制造問題。
 
      目前，在遺傳性視網(wǎng)膜疾病和中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病的臨床試驗中，AAV已經(jīng)實現(xiàn)了相對的安全性和耐受性。另外，還有證據(jù)表明轉(zhuǎn)基因靶向肝臟能誘導(dǎo)免疫耐受。

▲AAV介導(dǎo)的基因轉(zhuǎn)移后促成肝臟免疫耐受（圖片來源：annualreviews）

       基因治療的安全性得到更多的重視，人們也更加了解可能出現(xiàn)的臨床試驗中可能出現(xiàn)問題，以及擁有相應(yīng)的措施。一般的基因治療，尤其是基于AAV載體的基因治療，已經(jīng)十分成熟。基因療法代表了治愈人類疾病的前沿之一，基因遞送載體的革新極大地推動了該領(lǐng)域的發(fā)展。挑戰(zhàn)仍然存在，使命還遠未達成！