Sangamo Biosciences 公司所推出的 B 型血友病基因治疗药物 SB-FIX,在 2016 年获美国食品药物管理局 (FDA) 指定具有“孤儿药”(orphan drug),指专门用于治疗罕见疾病的药物) 资格,并预计在年底前以 B 型血友病成人病患为对象,展开 Phase I/II 临床试验 (SB-FIX-1501) 探讨其安全性与疗效。

B 型血友病治疗的现况

B 型血友病是由基因突变所引起,会使体内缺少第九凝血因子而导致凝血功能不佳,容易因小伤而血流不止。台湾全民健保研究数据库在 1997-2007 年的统计数据显示,B 型血友病的盛行率约为 0.01%,且每47,619 位男婴中就有 1 位会发病 [注 1]。过去控制 B 型血友病主要以每二到三天补充第九凝血因子为主;不过虽然此法能有效避免自发性出血,但由于无法治愈、可能造成病毒性感染、或可诱发凝血因子的抑制物 (抗体)、不方便、且花费高昂,患者的生活品质会受到严重影响。相较之下,体细胞基因疗法因具有治愈潜力而在近年来特别受到重视,陆续发表之研究成果也给予 B 型血友病患者不少希望。

B 型血友病的基因治疗

目前相关基因治疗多锁定第九凝血因子的相关基因突变试图矫正回正常状态,而最早采用的方法是以病毒载体将正常的第九凝血因子基因送入生物体,让身为蛋白质制造工厂的肝细胞得以做出第九凝血因子而逆转病情。然而此法虽在过去诸多动物实验可顺利达到治愈效果 [注 2,3],但在早期人体临床试验的成效却不尽理想。探究背后原因,可能是因为被载体病毒 (adeno-associated virus 2,AAV2) 感染的细胞容易引发免疫反应而遭受破坏,才会造成疗效短暂而不持久 [注 4]。为解决此问题,Nathwani 等人以较不易引发免疫反应的 AAV8 壳体搭配夹带正常第九凝血因子基因的 AAV2 遗传物质,再透过静脉注射将此复体送入十位严重B型血友病病患;结果平均追踪 3.2 个月后,其中六位接受高剂量治疗的患者不仅血中第九凝血因子浓度明显上升,出血事件也减少 90% 以上,显示疗效能够持续。除了部分被复体感染的肝细胞受到免疫系统破坏而造成肝功能指数上升,与其中一名患者在治疗后容易昏睡之外,就没有其他治疗相关的副作用,安全性相当良好 [注 5]。

B 型血友病之遗传模式:X染色体性联隐性遗传疾病示意图。来源:https://simple.wikipedia.org/wiki/Haemophilia

B 型血友病之遗传模式:X染色体性联隐性遗传疾病示意图。来源:https://simple.wikipedia.org/wiki/Haemophilia

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基因治疗再进化

过去基因治疗成效不佳,其实与外来基因的嵌入位置息息相关。随机嵌入的基因很可能在细胞修复过程中遭到删除,甚至会干扰正常生理功能运作 [注 6];因此为了将新植入的基因放到适当位置,Sangamo Biosciences 的 Li 等人除选用以肝脏为主要目标的 AAV8 病毒作为载体,更搭配能精确定位并切断双股 DNA 让正常基因得以嵌入的锌指核酸酶 (zinc finger nuclease,ZFN) 来提升准确度 [注 7]。第九凝血因子基因含有外显子 1-8 (exon 1-8),而突变点多发生于外显子 2-8 之间;于是 Li 等人针对实验小鼠模型试着同时给予带有正常外显子 2-8 基因片段,以及可锁定位于外显子 1-2 之间的内含子 1 (intron 1) 之 ZFN 的 AAV8 载体,期能精准在内含子 1 的位置将外显子 2-8 突变基因片段切下并换入正常片段,使肝细胞能制造出具完整功能的第九凝血因子。后来实验结果也显示,小鼠血中第九凝血因子浓度在注入载体后数天内不但有显著提升,而且即使切除部分肝脏诱使肝细胞大量复制,血中第九凝血因子也能维持注射后的水准,证实插入的基因确实被送入一个相对稳定、不易在细胞复制过程中被删除的位置。此团队目前也持续在改良 ZFN 的分子结构,让精准定位的成功率再提升 50% 以上 [注 8]。

究竟谁能脱颖而出?

爱尔兰 Shire 药厂、荷兰 UniQure 药厂、和美国 Spark Therapeutics 公司的 B 型血友病基因治疗药物皆已进入 Phase 1 或 Phase 2 临床试验,且都已有初步的结果。其中 Shire 虽在 2016 年因疗效不如预期 (患者间疗效不一,加上疗效会随时间递减) 而决定放弃旗下产品 BAX 335,让另外两家有机会超前;但随着 Dimension Therapeutics 与 Sangamo Biosciences 加入战局,战况的激烈程度仍丝毫未减。但不管最后是哪家胜出,B 型血友病患者绝对是最大的受益者,而且一旦成功验证基因治疗是可行的治疗方式,相信类似技术也可运用于其他遗传疾病,甚至可能搭配 CRISPR 等基因编辑技术,届时势必将大幅改写医药历史,进入精准医学的下一个篇章。

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参考文献:
1. Tu TC et al. Yonsei Med J 2013; 54:71-80.
2. Herzog RW et al. Nat Med 1999; 5:56-63.
3. Nathwani AC et al. Mol Ther 2011; 19:876-85.
4. Manno CS et al. Nat Med 2006; 12:342-7.
5. Nathwani AC et al. N Engl J Med 2014; 371:1994-2004.
6. Sadelain M et al. Nat Rev Cancer 2011; 12:51-8.
7. Li H et al. Nature 2011; 475:217-21.
8. Anguela XM et al. Blood 2013; 1223283-7.

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