【消費(fèi)電子實(shí)驗(yàn)室-2019/9/14】造血干細(xì)胞移植治療白血病技術(shù)已日益成熟，然而，通過該方法同時(shí)治愈艾滋病目前還是一道全球尚在攻克的難題。

艾滋病被發(fā)現(xiàn)的40年時(shí)間里，10年前的“柏林病人”和今年3月被報(bào)道的“倫敦病人”分別實(shí)現(xiàn)了“功能性治愈”和“持續(xù)緩解、需繼續(xù)觀察”。他們的主治醫(yī)師均采用了一套類似的“一石二鳥”的方：HIV-1患者在CCR5Δ32/Δ32造血干細(xì)胞移植后病情處于長期緩解，既讓他們白血病不再復(fù)發(fā)，又徹底治愈了艾滋病。

9月11日，北京大學(xué)-清華大學(xué)生命科學(xué)聯(lián)合中心鄧宏魁研究組、解放軍總醫(yī)院第五醫(yī)學(xué)中心陳虎研究組及首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京佑安醫(yī)院吳昊研究組合作在頂級(jí)醫(yī)學(xué)雜志《新英格蘭醫(yī)學(xué)雜志》（The New England Journal of Medicine）發(fā)表了題為《利用CRISPR基因編輯的成體造血干細(xì)胞在患有艾滋病合并急性淋巴細(xì)胞白血病患者中的長期重建》（CRISPR-Edited Stem Cells in a Patient with HIV and Acute Lymphocytic Leukemia）的研究論文，建立了基于CRISPR在人成體造血干細(xì)胞上進(jìn)行CCR5基因編輯的技術(shù)體系，實(shí)現(xiàn)了經(jīng)基因編輯后的成體造血干細(xì)胞在人體內(nèi)長期穩(wěn)定的造血系統(tǒng)重建。

區(qū)別于此前兩例病人直接移植“天然”CCR5Δ32/Δ32造血干細(xì)胞，鄧宏魁等人合作成立的研究團(tuán)隊(duì)在全球范圍內(nèi)報(bào)道了首例利用第三代基因編輯技術(shù)CRISPR-Cas9在HSPCs（造血干細(xì)胞和祖細(xì)胞）中編輯CCR5基因并成功移植到一名同時(shí)患有HIV和急性淋巴細(xì)胞白血病的27歲男性患者案例。

基因編輯的造血干細(xì)胞移植流程圖

研究結(jié)果顯示，基因編輯后的造血干細(xì)胞移植治療使患者的急性淋巴白血病得到完全緩解，攜帶CCR5突變的供體細(xì)胞能夠在受體體內(nèi)長期存活已達(dá)19個(gè)月，初步探索了該方法的可行性和安全性。

北京大學(xué)官網(wǎng)報(bào)道對(duì)此研究表示，在成體造血干細(xì)胞上的基因編輯并不會(huì)對(duì)其他組織器官及生殖系統(tǒng)產(chǎn)生影響。該工作初步證明了基因編輯的成體造血干細(xì)胞移植的可行性和在人體內(nèi)的安全性，將會(huì)促進(jìn)和推動(dòng)基因編輯技術(shù)在臨床應(yīng)用領(lǐng)域的發(fā)展。

HIV病毒之所以能夠摧毀人體的免疫力，因?yàn)樗�能感染免疫系統(tǒng)中十分重要的CD4＋T淋巴細(xì)胞。絕大多數(shù)HIV入侵免疫細(xì)胞的過程中，需要借助CD4＋T淋巴細(xì)胞表面的兩種“路標(biāo)”蛋白來引路，一種是CD4，另一種就是CCR5。也有少數(shù)HIV入侵需要的第二種蛋白是CXCR4而非CCR5。

而目前有大概1%的白人天生對(duì)艾滋病免疫。此前的研究在他們身上發(fā)現(xiàn)，編碼CCR5蛋白的基因出現(xiàn)了功能突變，對(duì)多數(shù)HIV來說也就失去了“路標(biāo)”作用。

值得一提的是，HIV入侵T細(xì)胞的主要共受體CCR5于1996年被發(fā)現(xiàn)，這認(rèn)為是艾滋病領(lǐng)域的里程碑式進(jìn)展，鄧宏魁即是主要發(fā)現(xiàn)者之一。

在此番這項(xiàng)最新研究中，27歲的男性患者于2016年5月被相繼診斷出患有艾滋病和急性淋巴細(xì)胞白血病。經(jīng)過1年的艾滋病抗逆轉(zhuǎn)錄病毒治療后，鄧宏魁、陳虎等人帶領(lǐng)的研究團(tuán)隊(duì)將CCR5敲除后的供者來源的CD34+成體造血干細(xì)胞回輸?shù)交加邪籽�病合并艾滋病的患者體內(nèi)，進(jìn)行了長達(dá)兩年的移植重建及基因編輯效果的評(píng)價(jià)。

研究結(jié)果顯示，在供者來源的CD34+細(xì)胞上實(shí)現(xiàn)了17.8%的CCR5基因敲除效率；移植后4周，患者白血病處于完全緩解狀態(tài)，供者型骨髓細(xì)胞嵌合率達(dá)100%；經(jīng)過長達(dá)19個(gè)月的隨訪發(fā)現(xiàn)，患者白血病處于持續(xù)完全緩解狀態(tài)，供者型細(xì)胞完全嵌合，骨髓細(xì)胞中能夠持續(xù)檢測到CCR5基因編輯。

另外，為初步探索治療的有效性，研究團(tuán)隊(duì)對(duì)該患者短暫停止服用抗HIV病毒藥物。在短暫停藥期間，CCR5基因編輯的T細(xì)胞表現(xiàn)出一定程度抵御HIV感染的能力；19個(gè)月的觀察中也并未發(fā)現(xiàn)基因編輯造成的脫靶及其他副作用。

研究團(tuán)隊(duì)表示，這些結(jié)果表明，基于CRISPR的成體造血干細(xì)胞基因編輯技術(shù)能夠在患者體內(nèi)實(shí)現(xiàn)長期穩(wěn)定的基因編輯效果，經(jīng)過編輯后的成體造血干細(xì)胞能夠長期重建人的造血系統(tǒng)。

不過，值得注意的是，就目前的論文數(shù)據(jù)而言，研究團(tuán)隊(duì)僅稱“在短暫停藥期間，CCR5基因編輯的T細(xì)胞表現(xiàn)出一定程度抵御HIV感染的能力”。

清華大學(xué)醫(yī)學(xué)院教授、艾滋病綜合研究中心主任張琳琦點(diǎn)評(píng)表示，對(duì)于艾滋病的治療效果與未經(jīng)過基因治療患者相比差別不大，主要反應(yīng)在短暫的停藥期間，病毒反彈和CD4+T細(xì)胞下降等方面。這種現(xiàn)象的發(fā)生，很有可能是移植的成體造血干細(xì)胞本身是CCR5基因野生型和敲除的混合體，其中帶有野生型CCR5基因的CD4+T細(xì)胞，為病毒的復(fù)制和反彈提供了場所。

張琳琦認(rèn)為，這突顯提高基因編輯效率的重要性。此外，如何在成體造血干細(xì)胞基因編輯和移植之前，清除患者體內(nèi)的艾滋病病毒，防止嵌合免疫重建細(xì)胞感染，阻止病毒復(fù)制和反彈，同樣是提高治療效果的關(guān)鍵。

實(shí)際上，如何在造血干細(xì)胞中進(jìn)行高效基因編輯一直是實(shí)現(xiàn)臨床應(yīng)用的關(guān)鍵瓶頸。

2017年，鄧宏魁研究組已建立了利用CRISPR/Cas9進(jìn)行人造血干細(xì)胞基因編輯的技術(shù)體系。經(jīng)過基因編輯后的人造血干細(xì)胞在動(dòng)物模型中長期穩(wěn)定地重建人的造血系統(tǒng)，其產(chǎn)生的外周血細(xì)胞具有抵御HIV感染的能力，該研究成果發(fā)表在《Molecular Therapy》雜志。

為了實(shí)現(xiàn)該技術(shù)在此番臨床上的應(yīng)用，鄧宏魁等人在上述基礎(chǔ)上又進(jìn)行了一系列的優(yōu)化。

研究團(tuán)隊(duì)認(rèn)為，在今后的研究中，將進(jìn)一步提高基因編輯效率及優(yōu)化移植方案，有望加速基因編輯造血干細(xì)胞移植技術(shù)向臨床疾病治療轉(zhuǎn)化進(jìn)程。

另外，令人遺憾的是，作為全國造血干細(xì)胞移植領(lǐng)域的領(lǐng)軍人物，也就是本次論文的通訊作者之一、全軍造血干細(xì)胞移植中心主任、血液病專業(yè)委員會(huì)副主任、國家科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)獲得者、中國科學(xué)院院士候選人、解放軍總醫(yī)院第五醫(yī)學(xué)中心（原307醫(yī)院）教授陳虎，已于2019年7月24日因病逝世，享年57歲。而攻克艾滋病正是陳虎的一大未完成的遺愿。