治愈艾滋病的希望基因编辑技术
年11月13日,Sangamo公司实施了全球首例人体内基因编辑治疗,44岁的BrianMadux,患有先天新陈代谢异常疾病(亨特综合症),成为第一个在体内进行基因编辑的人:通过静脉注射,Sangamo公司的工作人员将数十亿矫正基因及一个能精准位置并切断原有DNA的基因编辑工具注入他体内。
原创翻译编辑:科创5组
申明:本文来自《StratgicManagmntofTchnologicalInnovation》一书及相关资料。
年,EdwardLanphir创立了Sangamo,目前的全职雇员约人,是一家致力于医药临床阶段核心研发的生物制药公司,是基因疗法领域的领导者,通过基因编辑的强大能力生产治疗性蛋白质,把开创性科学转化为对遗传疾病患者产生重大影响的新型基因疗法。
Sangamo公司集中力量开发的是锌指核酸酶(ZFNs),这是一种新技术,可以“编辑”活体个体的遗传密码,以治愈遗传性疾病(如血友病,镰状细胞贫血症,亨廷顿舞蹈症和许多其他疾病),或者,人为地造就遗传性抵抗力,用来抵抗非遗传性疾病。
ZFNs的工作方式是通过在选定的位置切割DNA。然后,细胞会自动尝试修复。
切割的办法一般是通过抛光DNA的两端并将它们密封在一起,或者,通过复制染色体对的另一半中相应的DNA片段。许多疾病是因为染色体对中单独染色体上某个基因而导致的,因此,这种来自另一染色体的“同源取代”纠正了错误的基因。还有一种办法是,DNA被部分切割后,科学家们可以提供用以替代的模板基因序列。
基因编辑为治愈或预防疾病提供了一种全新的方法,但是,需要为此而进行大量的研发工作,一方面,要开发足够精确可靠的ZFN以安全地编辑人类基因,另一方面,还要开发出确保ZFN能充分渗透个体细胞的传递机制以产生实效。确定治疗的安全性和功效以获得FDA批准的临床试验,也将是一个需要克服的巨大障碍。
由于Sangamo的产品尚未商业化,因此公司完全依赖合作伙伴的资助和资金来维持生存。尽管Sangamo已经与ShirAG和BiognIDEC签署了几个治疗领域的大型合作协议,但它有自主研发革命性的HIV治疗方法的野心,并将自己打造成一个完全整合的生物制药公司。
第一例基因编辑治疗
年11月13日,Sangamo公司实施了全球首例人体内基因编辑治疗,44岁的BrianMadux,患有先天新陈代谢异常疾病(亨特综合症),成为第一个在体内进行基因编辑的人:通过静脉注射,Sangamo公司的工作人员将数十亿矫正基因及一个能精准位置并切断原有DNA的基因编辑工具注入他体内。
BrianMadux,接受首次人类体内基因编辑治疗
研究人员表示,治疗效果很好,没有出现严重的副作用或安全问题。今年2月,又获得批准实施第二名患者的体内基因治疗。
这种新型基因疗法得以进入临床实验阶段,在人类医药治疗历史上,是一件具有重大意义的事件,而这一临床实验由Sangamo公司来自主实施,也是具有标志性的转折,意味着Sangamo公司由此启动了全面自主研发和生产的历程,为此,Sangamo公司将其原名称SangamoBioScincs,Inc.(Sangamo生物科技公司)改成了SangamoThraputics,Inc.(Sangamo治疗公司)。
治愈单基因疾病
单基因疾病是由单个基因缺陷引起的疾病。血友病就是一个例子,血友病患者的血液中缺乏足够的凝血因子,这导致他们在受伤后有更长的出血时间。特别是内部出血会造成严重损害并危及生命。患有血友病的人需要定期输注,以替换血液中的凝血因子。Sangamo的ZFN治疗使患者有了治愈的希望,而不是终身治疗。Sangamo已经证明其ZFN治疗血友病的方法适用于小鼠,并准备申请开始临床试验。Sangamo还开发了治疗镰状细胞性贫血和β-地中海贫血的治疗方法,也用于单基因疾病。通常患有镰状细胞性贫血或β-地中海贫血的患者需要终身护理或骨髓移植,费用高且风险大,然而,Sangamo已经在实验室中表明,它的治疗方法可以剔除引发这些疾病的BCL11A基因。
单基因疾病的另一个例子是亨廷顿舞蹈症(HD)。HD是一种毁灭性的神经系统疾病,人们失去运动协调,认知和记忆。此种疾病是进行性的并且通常在发病后10至20年内致命。该疾病是单个基因突变的结果,亨廷顿基因导致CAGDNA序列的重复序列超过常规,导致亨廷顿蛋白的突变形式在细胞中积累。大多数人只遗传了一个有缺陷基因的拷贝,只需要一个这样的拷贝就可产生此疾病,而且,在HD患者的孩子中,有50%的也继承了这种疾病。虽然以前的研究已经探索了降低细胞中亨廷顿蛋白的方法,但结果证明,蛋白质的正常形式是必需的,缺乏正常亨廷顿蛋白的小鼠在出生前即会死亡。Sangamo开发了一种ZFN方法来识别缺陷基因并仅对其施以“关闭”。这意味着个体仅有一个基因的可操作拷贝,它将继续产生正常形式的亨廷顿蛋白。
虽然有治疗方法可以至少阻止或减缓血友病、镰状细胞性贫血和β-地中海贫血的恶化,但对HD却无能为力,尚未发现可阻止其恶化的办法。因此,Sangamo宣布对HD治疗可具有确定性结果,就成了一个重大新闻,这个成功可能意味着HD患者生死之间的天壤之别。
药物开发和临床试验
药物开发异常耗资,昂贵且风险巨大。大多数研究表明,将FDA(食品和药品管理局)批准的一种新药品推向市场,至少要花费15亿美元和十年的研究周期。实际上,关于药物开发成本的统计数据大都是轻描淡写的,因为并未将在开发过程早期就弃置的许多失败药物的成本包含在内。在制药行业,每实验种化合物,才能有一种能够被放上药剂师的架子,而在这其中,又只有三分之一的药物能成功地收回先前对那种化合物的研发投资。对失败的药物投资核算表明,药物开发的成本远高于一般报告中的成本。例如,年在福布斯发布的一项对研发支出和新药审批的研究揭示,每一种获批的药物,公司对其支出超过60亿美元(见表8.1)。
大多数研究表明,药物开发的最大支出是临床试验的成本—由赞助组织(通常是开发该药物的公司)所承担的成本。要获得美国FDA的批准,大多数药物必须经过几个阶段的试验。首先,在临床前研究中,公司通常会使用动物去评估药物的安全性和功效。在0阶段试验中,会向少数实验对象(10-15人)给予单剂量(小于用于治疗处理的剂量),以评估药物对身体的作用。如果成功,该药物可以进入1期临床试验阶段,药物在更大的人群(20-80)中实验,籍此以评估其安全性,确定其剂量范围和鉴定其副作用。第1阶段的试验,主要是评估药物的安全性。在第2阶段的试验中,药物在更大数量的人群(-)中实验,以评估其有效性,并进一步评估其安全性和副作用。最后,在第3阶段,药物在非常大数量的受试者群体(0-0)中实验,以确认其与同类替代品相比较时的有效性,并进一步收集有关其安全性的更多信息。
TABLE8.1
RsarchSpndingandNwDrugApprovals
最后,如果药物成功地通过了3期临床试验,赞助组织可向FDA提交新药批准申请。整个过程通常需要至少10到12年,耗资数亿美元,如上表所示,绝大多数新药项目都无法成功完成所有过程。
竞争技术
好像是嫌药物开发的风险还不足够一样,Sangamo还面临着ZFN技术将被其他基因编辑技术所淘汰的威胁。年初,另外两种基因编辑技术正引起南宁最好的白癜风医院刘云涛做客CCTV品牌影响力
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