文|氨基觀察
11月16日,注定是生物技術發展的一個新的里程碑。
當日,英國正式批準福泰制藥與CRISPR Therapeutics共同研發的基因編輯藥物Casgevy上市申請。由此,Casgevy成為全球第一個上市的CRISPR基因編輯療法。
這意味著,經過了十多年的漫長遠征,CRISPR基因編輯療法終于等到了曙光,醫學屆也將有能力,通過CRISPR技術進一步打開基因編輯世界的大門,從而治療更多遺傳病。
“基因組編輯很特別,它可能會重新定義未來30-40年的醫學范式。Casgevy的批準代表了它的開始。”CRISPR Therapeutics的首席執行官Samarth Kulkarni博士對此說道。
一夜之間,基因組編輯療法的競爭來到了新起點。
/ 01 / “基因魔剪”新時代
基因編輯領域的發展,依賴于“編輯工具”。
畢竟,基因編輯的核心,是對生物體基因組特定目標基因,進行修飾、改造。因此,對于科學家們來說,一個襯手的“編輯工具”至關緊要。
而CRISPR基因編輯,正是這樣一款技術工具。
CRISPR-Cas系統原本是原核生物的一種天然免疫系統。某些細菌在遭到病毒入侵后,會將病毒的一小段基因,存儲到一個稱為“CRISPR”的存儲空間。
當該細菌再次遇到相同的病毒入侵時,它能靠“記憶”識別病毒,并派出“工兵” Cas蛋白(有多種蛋白,Cas9即為代號9的蛋白),根據記錄的基因片段,在相應位置剪斷病毒DNA,從而殲滅病毒。
CRISPR-Cas系統的誕生,讓基因編輯從直板機步入智能機時代。相比此前的ZFN、TALENs基因編輯技術,CRISPR-Cas系統有三大顯著優點:操作簡單、精準度高、花費便宜。
手起刀落、快準狠,CRISPR-Cas9有著“基因魔剪”之稱。知乎上,便有博士生打趣道,以前用TALENs技術KO斑馬魚,靶點不好選,效率也一般,要6-7年才能畢業;自從有了基因魔剪,一打一個準,5-6年就能畢業了。
更權威的認可,則是2020年諾貝爾化學獎,頒給了為CRISPR技術作出貢獻的科學家。
過去十年,該技術已在全球無數生物實驗室落地開花,在醫學領域有著極高的潛力。
全世界有超過7000種罕見病,病患人數超過3億人,其中80%是單基因突變造成的。而目前95%的罕見病仍沒有有效的治療藥物。
利用基因編輯技術,對發生突變的單個堿基進行剪斷、加入或替換等修正操作,就極有可能挽救罕見病人的生命,還他們健康。
理論上,任何突變的基因都可以通過CRISPR-Cas系統糾正。如今,Casgevy的上市,正式意味著這一時代的開啟。
/ 02 / Casgevy的魔力
盡管仍缺乏完整和全面的臨床數據,但某種程度上,Casgevy已經證明了其潛力。
Casgevy的核心機制,是借助CRISPR基因編輯手段,改造患者自身的造血干細胞,讓細胞能產生高水平的胎兒血紅蛋白。
通常來說,胎兒血紅蛋白只會在胎兒發育過程中產生,出生后它的表達通路會被關閉。但某些特殊案例顯示,當BCL11A基因突變時,一些成年人也能生成胎兒血紅蛋白。
Casgevy做的就是模擬這種突變,讓患者造血干細胞的BCL11A進行切割,松開胎兒血紅蛋白的剎車。這也使得,Casgevy具有治療鐮狀細胞病、輸血依賴性β地中海貧血的潛力。
在鐮狀細胞病的臨床試驗中,目前有45名患者接受了Casgevy治療。其中29名提供足夠成熟的患者數據顯示,28例在治療后至少12個月內,沒有出現嚴重疼痛跡象。
而在輸血依賴性地中海貧血β的臨床試驗中,目前有54名患者接受了Casgevy治療。基于42名成熟患者的數據顯示,39例在治療后至少12個月內不需要輸注紅細胞,另外3名患者對紅細胞輸注的需求減少了70%以上。
從短期安全性方面來看,副作用通常與自體干細胞移植一致。這些數據無疑表明,不管是針對鐮狀細胞病還是輸血依賴性地中海貧血,Casgevy都具有一定的競爭力。
/ 03 / 完成的與未完成的
Casgevy的上市,對于CRISPR編輯技術來說,還只是新時代探索的開始。
對于Casgevy本身來說,治療的繁瑣復雜與成本高昂的痛點,將是考驗其商業化前景的因素。
治療方式層面,Casgevy首先需要通過從患者的骨髓中取出干細胞,并在實驗室中編輯細胞然后進行回輸。在回輸之前,還要消除掉骨髓中原本的天然造血干細胞,以減少后續異常血紅蛋白的表達,并為新造血干細胞的生長留出空間。
在回輸之后,患者可能需要在醫院觀察至少一個月,以避免潛在的感染等問題。
與此同時,Casgevy的定價也很關鍵。根據非營利組織臨床和經濟評論研究所的一份報告,如果該療法獲得批準,預計價格將極其昂貴,每位患者的費用可能高達200萬美元。如此高昂的治療費用,很可能將絕大部分的患者阻擋在外。
繁瑣的步驟、高昂的成本,是Casgevy需要面對的挑戰。而CRISPR編輯技術的前進方向,則取決于長期安全性問題,以及是否能夠從體外編輯轉化為體內編輯等。
其中,最為關鍵的必然是長期安全性問題。自2012年CRISPR基因編輯技術誕生以來,脫靶變成為其發展制約的主要因素之一。如果CRISPR基因編輯技術對預期靶標以外的其他DNA片段進行了切割,可能會破壞非靶向基因的功能或調節,引發嚴重后果。
為了確定Casgevy脫靶的分析是否可靠,FDA不久前還召集了智囊團開會表決。雖然在會議上,專家小組對該藥物的安全性表示肯定,但仍需要藥企后續更長周期的臨床數據來證明。
CRISPR基因編輯技術還很年輕,未來還有很長的路要走。但毋庸置疑的是,Casgevy的上市將成為基因編輯療法的歷史性時刻,一個新的時代已經拉開序幕。
國內藥企也不會缺席。當前,包括博雅基因、和度生物、天澤云泰、微光基因等均參與這一新時代的角逐。或許,不遠的將來,國內藥企也會帶來好消息。