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健康 / 诊疗与医学 / gene-therapy

基因治疗

基因治疗通过向患者细胞递送遗传物质、调节基因表达或编辑基因来治疗疾病。

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基因表达基因组编辑癌症遗传学细胞血友病蛋白质重组DNA基因治疗

基因治疗是出于治疗目的,对人体细胞中的遗传物质或基因表达进行改变。它可以引入具有正常功能的基因,抑制有害基因的活性,编辑 DNA 序列,或赋予细胞新的治疗功能。治疗既可直接在体内实施,也可先在体外处理细胞,再将这些细胞输入患者体内。因此,基因组编辑和基因工程细胞疗法与基因治疗存在交集,但这两个术语都不等同于基因治疗。(fda.gov)

基因治疗提供了针对某些遗传性疾病分子病因的治疗途径,也能通过改造细胞来对抗癌症。已获批准的应用包括针对部分罕见病的治疗,以及利用基因改造免疫细胞的疗法。基因治疗的发展融合了遗传学、载体工程、移植医学和临床研究;其疗效取决于能否将治疗递送至合适的细胞,并产生足够的治疗作用。由于某些干预会造成持久的生物学变化,安全性评估、生产质量和长期观察至关重要。(fda.gov)

定义、范围与术语

基因治疗是指通过导入遗传物质或进行靶向遗传修饰,改变活体细胞的基因表达或生物学特性,以达到治疗目的。其范围包括提供具有正常功能的基因、抑制有害基因的活性、修改现有序列,以及赋予细胞新的功能。美国食品药品监督管理局(FDA)在2020年1月发布的长期随访指南中,将基因治疗产品描述为通过所导入遗传物质的转录或翻译发挥作用,或通过对人类遗传序列的特异性改变发挥作用的产品。这一定义涵盖核酸制剂、经遗传修饰的微生物、基因组编辑工具和经遗传修饰的人类细胞,并不局限于遗传性疾病的治疗。(fda.gov)

基因治疗与传统蛋白质替代治疗的根本区别,在于发挥治疗作用的物质由何而来。在血友病治疗中,凝血因子替代治疗直接给予患者所缺乏的凝血蛋白质,而基因转移方法则提供遗传指令,使受者细胞能够产生凝血因子。利用重组DNA生产替代蛋白质,并不意味着给予这种蛋白质就是基因治疗:患者接受的是蛋白质,而不是生产它的遗传系统。同样,移植未经修饰的供者造血干细胞,也不会仅仅因为供者细胞含有功能正常的基因就成为基因治疗。如果在给予患者之前对这些细胞进行遗传修饰,这种干预就同时涉及细胞治疗和基因治疗。(nhlbi.nih.gov)

“基因替代”通常指功能上的补偿,而非在染色体原有位置上进行实际替换。额外导入的基因可以提供缺失的功能,而与疾病相关的等位基因仍保持不变。导入的脱氧核糖核酸可以独立于细胞的染色体存在,因此,整合并不是界定基因治疗的必要条件。基因治疗也不一定要永久改变DNA:FDA列举的实例包括在实验室中转录产生的RNA,其翻译过程可以产生治疗作用,而无需造成持久的基因组改变。反之,短暂递送的编辑工具却可以造成持久的DNA改变。因此,递送物质的存续时间、遗传改变的持续时间以及疗效的持续时间,是彼此不同的属性。(nhlbi.nih.gov)

当靶向序列改变用于治疗时,基因组编辑与基因治疗存在交集,但这两个术语不能互换:基因转移不一定涉及基因组编辑,而编辑也可用于非治疗性研究。治疗性编辑也不一定直接纠正致病突变。例如,Casgevy修改造血干细胞和祖细胞中 BCL11A 的一个调控区域,从而提高胎儿血红蛋白水平,而不是修复镰状细胞病的突变本身。CAR-T细胞疗法体现了另一种交集:经过遗传修饰的T细胞获得了人工设计的抗原识别功能。这类细胞既是细胞治疗手段,也是基因治疗产品,尽管其目的并不是替代有缺陷的遗传基因。(fda.gov)

“遗传医学疗法”是一个更广泛的描述性类别,而不是具有普遍统一标准的监管类别。它可以包括基因转移、治疗性基因组编辑,以及改变遗传信息利用方式的RNA靶向治疗。有些RNA疗法作用于已有的信使RNA,以减少蛋白质生成或改变RNA加工过程,而不是提供可表达的基因或修改DNA。因此,是否治疗遗传性疾病、是否使用核酸,以及是否被归类为基因治疗,是三个不同的问题;其界限由产品的作用机制及适用的监管定义决定。(medlineplus.gov)

不同司法管辖区采用的术语,进一步限定了这一界限。在欧洲联盟,欧盟委员会第2009/120/EC号指令通过两项相互关联的标准定义基因治疗药品:一是其活性物质含有重组核酸或由重组核酸构成,旨在调节、修复、添加或删除遗传序列;二是其作用与该序列或其表达产物直接相关。这一法律定义涵盖治疗、预防和诊断作用,但明确排除针对传染病的疫苗。这一表述不同于FDA基于作用机制的描述;因此,仅凭对某种技术平台的科学讨论,并不能确定相关产品在所有司法管辖区中的法律分类。(eur-lex.europa.eu)

历史发展

1973年11月,斯坦利·科恩、安妮·张、赫伯特·博耶和罗伯特·赫林报告称,他们通过连接DNA片段,并将所得分子导入细菌,构建出了具有生物学功能的重组DNA质粒。这些实验确立了组装和扩增遗传序列的方法,并非用于治疗疾病。要将基因转移用于治疗,还需要把基因递送至人类细胞,并使功能性基因得到表达:1985年,美国国立卫生研究院(NIH)的W.弗伦奇·安德森、R.迈克尔·布莱斯及其同事利用逆转录病毒载体,将人腺苷脱氨酶(ADA)基因导入了在体外培养的患者来源细胞。(pubmed.ncbi.nlm.nih.gov)

在通过所在机构、NIH重组DNA咨询委员会以及美国食品药品监督管理局(FDA)的审查后,史蒂文·罗森伯格及其同事于1989年5月22日启动了NIH人体基因标记研究。研究人员从晚期黑色素瘤患者体内分离出肿瘤浸润淋巴细胞,利用逆转录病毒载体导入细菌的新霉素抗性基因,再将改造后的细胞回输给患者。所添加的基因作为可检测的标记,用于追踪这些细胞的分布和存活情况,而非纠正遗传缺陷或增强其抗癌活性。最初的报告描述了五名患者的情况,证实带有标记的淋巴细胞可在血液循环和肿瘤部位持续存在数月。因此,这项实验确立了在临床监督下开展人体基因转移的可行性,但其中的基因改造本身并非治疗性干预。(irp.nih.gov)

1990年9月14日,NIH团队启动了一项明确以治疗为目的的试验,针对的是ADA缺乏型重症联合免疫缺陷(ADA-SCID)。首位参与者是四岁的阿尚蒂·德席尔瓦;第二名儿童于1991年1月31日开始接受治疗。布莱斯、安德森、肯尼思·卡尔弗及其合作者采集了这两名儿童自身的T细胞,进行培养后,用逆转录病毒载体导入功能性ADA基因,再将改造后的细胞回输。这一过程属于基因添加,而不是在缺陷序列原有的染色体位置将其替换。两名儿童均继续接受聚乙二醇偶联ADA酶替代治疗,即PEG-ADA,作为同期治疗。反复的细胞输注持续了约两年。1995年发表的四年随访报告记录了整合后的载体持续存在、ADA持续表达以及免疫指标改善的情况;但由于PEG-ADA治疗一直在继续,无法将临床获益完全归因于基因转移。(findingaids.nlm.nih.gov)

此后,Glybera(alipogene tiparvovec)于2012年10月25日获得欧盟上市许可,成为监管批准方面的又一里程碑。其适应证仅限于经基因检测确诊为家族性脂蛋白脂肪酶缺乏症、可检测到脂蛋白脂肪酶蛋白,且在限制膳食脂肪摄入后仍出现重度或反复发作胰腺炎的成人患者。由于无法在正常使用条件下提供全面证据,该药是在特殊情况下获批的。制造商以缺乏需求为由决定不申请续期,上市许可遂于2017年10月28日到期。(ema.europa.eu)

在美国,经基因改造的免疫细胞产品和直接给药的基因转移产品于2017年获得批准。8月30日,FDA批准了其首个基因治疗产品Kymriah(tisagenlecleucel),用于治疗年龄不超过25岁、患有难治性或第二次及以上复发的B细胞前体急性淋巴细胞白血病的患者。该产品由患者自身的T细胞组成,这些细胞经基因改造后可表达靶向CD19的嵌合抗原受体,属于CAR-T细胞疗法的一种应用。12月19日,FDA批准Luxturna(voretigene neparvovec),用于治疗与已确认的双等位基因 RPE65 突变相关的视网膜营养不良,标志着针对遗传性疾病、通过直接给药实现基因转移的又一重要里程碑。(fda.gov)

2023年12月8日,Casgevy(exagamglogene autotemcel)首次在美国获批,用于治疗12岁及以上、反复发生血管闭塞危象的镰状细胞病患者。这是FDA批准的首个采用成簇规律间隔短回文重复序列(CRISPR)/Cas9基因组编辑技术的疗法。患者自身的造血干细胞在体外接受编辑,并在患者接受预处理后回输;这种改造旨在增加胎儿血红蛋白的生成,而非直接纠正导致镰状细胞病的突变。FDA同时批准了Lyfgenia,这是一种用于镰状细胞病的慢病毒介导基因添加疗法,使基因组编辑与基因转移并列成为获准使用的治疗手段。(fda.gov)

治疗机制与分子靶点

基因添加,也称基因增补,是指提供具有功能的编码序列,使接受治疗的细胞产生原本缺失、含量不足或具有治疗作用的蛋白质。这一过程实现了功能互补:导入的序列补偿了不足的生物学活性,但不一定清除致病等位基因。因此,它不同于在原有基因组位点进行替换;后者需要对内源性DNA实施靶向改变。2017年首次在美国获批的voretigene neparvovec(Luxturna)便是功能互补的一个实例。它向视网膜细胞递送具有功能的RPE65序列,使细胞能够产生一种参与生成视觉色素组分11-顺式视黄醛的酶。其预期作用是恢复酶活性,而不是纠正患者原有的RPE65变异。此外,这项治疗要求视网膜中仍有存活的细胞:提供基因并不能重建因退行性病变而丧失的细胞。(fda.gov)

基因破坏与表达抑制则旨在降低不需要的生物学活性。基因破坏通过改变DNA序列,使编码区或调控元件不再正常发挥功能;表达抑制则可以作用于信使RNA,而不改变相应的DNA。在RNA干扰中,短调控RNA以序列依赖的方式引导靶转录本降解或抑制其表达。当显性变异产生有毒蛋白质,或干扰正常蛋白质的功能时,这些方法尤其具有意义:添加一个正常拷贝可能并不能消除有害产物。选择性抑制可以针对突变等位基因,而不依赖具体突变的抑制策略可能同时减少正常和突变转录本,因此需要同步补充相应功能。在2018年的一项研究中,Artur Cideciyan及其同事在患有遗传性显性视网膜退行性病变的犬中,将靶向视紫红质的短发夹RNA与能够抵抗RNA干扰的人源RHO序列结合使用。内源性视紫红质RNA几乎被完全抑制,替代蛋白的水平最高达到正常水平的30%,接受治疗的视网膜区域在超过八个月的时间内维持了结构和功能。这属于临床前证据,而非已经确立的人类治疗方法。(nature.com)

分子靶点不一定是携带致病变异的基因。2023年首次在美国获批的exagamglogene autotemcel(Casgevy)利用基因组编辑,破坏造血干细胞中BCL11A的一个红系特异性增强子。这一改动降低了这些干细胞所产生的红系后代细胞中BCL11A的表达;BCL11A是胎儿血红蛋白的表达抑制因子。γ-珠蛋白产量增加,进而提高胎儿血红蛋白水平,而不是修复致病的HBB序列。在镰状细胞病中,这可以对抗与血红蛋白S相关的细胞镰变;在输血依赖型β-地中海贫血中,则有助于补偿β-珠蛋白生成不足及其引起的珠蛋白链失衡。靶向谱系特异性调控元件,可以使干预作用于需要发挥预期活性的血细胞群体。(fda.gov)

引入新的治疗功能改变的是细胞能够产生什么或识别什么,而不是恢复遗传性缺陷所导致的功能不足。2022年首次在美国获批的nadofaragene firadenovec(Adstiladrin)向膀胱尿路上皮细胞递送干扰素α-2b基因,使一种抗肿瘤细胞因子在局部短暂表达。通过工程改造赋予细胞抗原识别能力,则是另一种实例。在2017年首次获批的tisagenlecleucel(Kymriah)治疗中,T细胞表达一种嵌合抗原受体,该受体将源自抗体的CD19结合结构域与细胞内的CD3-ζ和4-1BB信号结构域结合起来。对CD19抗原的识别会激活经过改造的细胞;CD3-ζ启动细胞活化和抗肿瘤作用,而4-1BB则支持细胞扩增和持久存续。这种CAR T细胞疗法改变了免疫细胞的作用方向,而不是纠正与癌症相关的突变。(dailymed.nlm.nih.gov)

因此,治疗机制的选择取决于变异的影响、相关组织以及所需的生物学活性。如果功能不足可以通过增加蛋白质得到补偿,就适合采用基因增补策略;如果显性变异产生有害产物,则可能需要同时进行抑制和功能补充。有时,补偿性通路可以绕过原有缺陷,诱导胎儿血红蛋白表达便说明了这一点。不同治疗对组织的要求也各不相同:视网膜酶的功能互补依赖仍然存活的局部细胞,珠蛋白调控必须作用于红系后代细胞,而经工程改造的肿瘤识别功能则需要能够执行效应应答的免疫细胞。因此,应通过预期功能的实际实现情况来评估分子层面的成功,而不能仅凭导入序列或经编辑的DNA位点是否存在来判断。(nature.com)

体内治疗与体外治疗

体内治疗将遗传物质直接递送给患者,使基因转移或编辑在体内进行。体外治疗则先采集细胞,在体外对其进行改造,再将制成的细胞产品给予患者。两者的区别在于遗传干预发生的地点,而非其分子机制:基因添加和基因组编辑均可采用这两种方式。体内治疗必须将遗传物质递送至现有组织中的细胞;体外治疗则允许在给药前对选定的细胞群进行处理。因此,前者给予患者的产品通常是递送制剂,后者则是经遗传改造的活细胞。(fda.gov)

在体内治疗中,局部递送将产品送至预定靶点附近,而全身递送通常通过静脉输注,使产品进入血液循环。Luxturna(voretigene neparvovec)于2017年首次在美国获批,是局部给药的一个例子:对于双等位基因 RPE65 相关视网膜营养不良患者,通过视网膜下注射,将携带功能性 RPE65 的载体送至视网膜细胞附近。Zolgensma(onasemnogene abeparvovec)于2019年首次获批,是全身给药的一个例子:经静脉给予的载体递送 SMN1 基因,以支持运动神经元存活蛋白的生成。全身暴露并不限于预定的治疗靶点;Zolgensma的处方资料报告,在两例尸检中,多个器官均检出了载体DNA,其中肝脏内的含量最高。因此,给药途径决定了最初的暴露情况,但其本身并不能保证组织特异性。(fda.gov)

体外治疗通常首先采集血液或骨髓,并分离所需细胞。造血干细胞和祖细胞可产生经改造的各类血细胞,而在CAR T细胞治疗中,T细胞可经工程改造以识别抗原。处理过程包括遗传改造、必要时的细胞扩增,以及给药前对细胞产品的评估。Casgevy(exagamglogene autotemcel)于2023年首次在美国获批,提供了一个具体实例:通过单采术收集患者的CD34阳性细胞,在体外使用CRISPR/Cas9进行编辑,然后经静脉输注回输。其治疗流程还包括采集未经改造的备用细胞,以便在植入失败时进行挽救治疗。(fda.gov)

自体产品使用受者自身的细胞,因此细胞采集和产品制备均需针对每位患者单独进行。治疗安排必须为这一过程预留时间,而且在整个处理和给药过程中,所采集材料的身份信息必须始终与受者保持对应。异体产品使用供者来源的细胞,有望提前制备,供多名受者使用。供者来源的CAR T细胞疗法正在临床试验中接受评估,作为针对每位患者单独制备的产品的替代方案;后者的生产可能需要数周时间。在操作流程上,异体产品以供者细胞采集和提前生产取代针对受者的细胞采集,但也带来了免疫相容性方面的限制;可通过进一步的工程改造,减少供者细胞被识别为异物的可能性。(dailymed.nlm.nih.gov)

如果需要,预处理是在细胞采集与细胞输注之间进行的一项独立干预。在Casgevy等干细胞治疗中,清髓性化疗减少原有骨髓细胞,使经改造的细胞能够植入并恢复造血。CAR T细胞治疗通常在输注前采用淋巴细胞清除性化疗,以支持回输细胞发挥作用。这些方案的目的各不相同,不能相互替代;预处理也并非所有体外治疗都必须具备的条件。细胞输注后,干细胞受者需要接受植入情况及血细胞计数恢复情况的评估,而经工程改造的T细胞受者则需接受细胞扩增、活性及治疗相关影响的监测。进入患者体内的治疗产品是所递送的细胞,而不是最初在实验室中用于编辑或基因转移的试剂。(dailymed.nlm.nih.gov)

病毒递送系统

病毒载体保留了病毒进入细胞并递送遗传物质的能力,同时改造或去除了治疗不需要的功能。其嗜性——即能够转导的细胞和组织范围——部分取决于病毒表面蛋白与细胞受体之间的相互作用。因此,改变衣壳或包膜可以改变载体进入靶细胞的能力;例如,慢病毒载体可以用水疱性口炎病毒糖蛋白替代原有包膜,进行“假型化”。嗜性不同于表达特异性:载体可能进入多种细胞,但其内部的启动子(生物学)可以限制治疗性序列的表达位置。给药途径和组织暴露情况也会影响被转导细胞的分布。(ema.europa.eu)

腺相关病毒(AAV)载体通常包装单链 DNA,其可包装基因组的实际大小上限约为 4.7 千碱基(kb);末端重复序列和表达调控序列会占用其中一部分空间。重组 AAV 用治疗性表达盒替换病毒的 rep 和 cap 基因,而生产系统则另外提供缺失的功能。递送的 DNA 主要以染色体外的游离形式持续存在,但也可能发生低频整合。这有助于在寿命相对较长的细胞中维持长期表达,不过,载体基因组也会在细胞增殖过程中被稀释。衣壳的选择会影响组织靶向性,而预先存在的中和抗体以及针对衣壳蛋白的免疫反应可能限制转导。一个临床实例是于 2017 年 12 月 19 日在美国获批的 voretigene neparvovec,它采用不能复制的 AAV2,通过视网膜下给药将 RPE65 递送至视网膜细胞。(pmc.ncbi.nlm.nih.gov)

腺病毒载体携带双链 DNA,通常使其保留在宿主染色体之外,而不是整合到染色体中。常规的 E1/E3 缺失型载体可容纳约 7.5–8 kb 的外源 DNA;删除 E1 会去除复制所必需的功能,这些功能由生产细胞另外提供。辅助依赖型腺病毒载体去除了几乎所有病毒蛋白编码序列,可容纳约 36 kb,因此适合递送较大的基因或复杂的调控构建体。这类载体在生产过程中需要辅助功能。腺病毒递送可以实现高水平表达,但免疫系统对衣壳的识别,以及在删除程度较低的载体中残留的病毒基因表达,可能引起炎症并缩短表达持续时间。去除病毒编码序列可以降低这些风险,但不能消除衣壳介导的免疫反应。(pubmed.ncbi.nlm.nih.gov)

γ-逆转录病毒载体和慢病毒载体均源自逆转录病毒。它们包装 RNA,将其逆转录为 DNA,并通常将所得序列整合到细胞的基因组中。它们可用的插入容量约为 8 kb,其中包括调控序列。整合使引入的序列能够传递给子细胞,因此这些平台适合对增殖中的细胞群体进行遗传改造。两者的一个重要区别在于进入细胞核的方式:常规的莫洛尼鼠白血病病毒来源的 γ-逆转录病毒载体需要细胞经历有丝分裂,才能高效整合,而慢病毒载体能够转导非分裂细胞。托马斯·罗伊及其同事于 1993 年通过实验证实了这种对有丝分裂的依赖。不过,稳定整合也带来了破坏某个基因或改变邻近基因活性的可能性。(ema.europa.eu)

复制缺陷型载体的设计将基因递送与病毒增殖分离。病毒颗粒可以进入靶细胞,却不会使该细胞能够产生具有感染性的子代病毒。逆转录病毒生产系统将携带治疗性序列的转移基因组与编码结构蛋白、酶和包膜蛋白的基因分开,从而减少重新形成具有复制能力的病毒的机会。自失活设计还会删除长末端重复序列中的调控活性区;罗曼·祖费雷及其同事于 1998 年报道了一种删除了 400 个核苷酸的慢病毒载体设计。这一改动减少了不需要的病毒启动子活性,但并未消除整合能力。复制缺陷型递送载体也不同于特意设计为具有复制能力或仅在特定条件下复制的治疗性病毒,后者需要采用不同的安全性评估方法。(ema.europa.eu)

因此,针对不同平台的评估会将免疫和组织暴露风险,与整合和病毒增殖风险区分开来。AAV 的开发需要考察针对衣壳的免疫反应、组织分布、持久性以及非预期整合;腺病毒的开发还需要关注残留的病毒功能,并在适用时处理辅助病毒污染问题。整合型逆转录病毒载体则需要评估插入相关效应,并检测是否存在具有复制能力的污染病毒。因此,维持表达的能力与不发生复制并不是同一回事,而且这两种性质中的任何一种,都不能单独证明载体的安全性。(ema.europa.eu)

非病毒递送系统

非病毒递送不使用病毒来源的载体来运送治疗性载荷。载荷包括环状质粒 DNA、信使 RNA(mRNA)、调控性 RNA,以及用于基因组编辑的 RNA–蛋白质复合物。质粒携带表达盒,其中包含治疗性编码序列和调控元件;DNA 必须进入细胞核才能进行转录,而 mRNA 释放到细胞质中后即可被翻译。脂质包封和电穿孔本身都不是治疗机制:这些方法为载荷提供进入细胞内部的途径,使其能够产生蛋白质、抑制表达或实现编辑。美国食品药品监督管理局(FDA)明确将经过工程改造的质粒 DNA 列为基因治疗产品类型之一。(fda.gov)

未经制剂处理的核酸,又称“裸”核酸,可以在易于直接给药的组织中实现表达,但这并不意味着它们能在全身高效递送。1990 年,Jon A. Wolff 及其同事在不使用专门载体的情况下,将 DNA 和 RNA 构建体直接注入小鼠骨骼肌,证实了蛋白质表达;递送 DNA 后,荧光素酶活性至少在两个月内仍可被检测到。这项实验证明,基因转移并不一定需要病毒感染,同时也说明了组织类型和给药途径的重要性。通过非病毒方式递送的 DNA 不一定要整合到染色体中,其表达持续时间取决于构建体和受体细胞,而不能仅凭未使用病毒载体来判断。(doi.org)

脂质递送系统将核酸封装在脂质体、脂质–核酸复合物或脂质纳米颗粒中。它们的主要作用是保护载荷,并促进细胞摄取和载荷释放;进入细胞并不一定意味着具有活性的载荷已被递送至细胞质。许多颗粒会进入由膜包裹的内体,核酸必须从内体中逃逸。2013 年的一项成像研究中,Jérôme Gilleron 及其同事估计,在所考察的实验系统中,由纳米颗粒递送的小干扰 RNA 仅有 1%–2% 从内体中逃逸;这一数值并非所有脂质制剂普遍适用的效率。基因治疗方面的一个例子是 2021 年首次报告的 NTLA-2001,它通过静脉输注脂质纳米颗粒,将 Cas9 mRNA 和向导 RNA 递送至靶向的肝细胞。在六名参与者中,两个剂量组第 28 天的血清转甲状腺素蛋白水平平均分别下降了 52% 和 87%。这些属于药效学结果,并非纳米颗粒摄取量的指标,也不能证明临床治愈。(nature.com)

聚合物载体提供了另一种组装和保护核酸的方式。带正电荷的聚合物与带负电荷的 DNA 结合,形成通常称为聚合物复合物(polyplexes)的结构。Otmane Boussif 及其同事于 1995 年报道了聚乙烯亚胺作为基因转移载体的用途,它已成为这一领域的经典实验实例。可生物降解的聚(β-氨基酯)系统具有可调节的化学性质,并可通过酯键水解而降解;2013 年的一项研究证实,该平台可在培养细胞和动物中递送微环 DNA。有效的聚合物递送既需要足够牢固的结合来保护载荷,也需要随后释放载荷,使其能够发挥生物活性。因此,除了细胞摄取的 DNA 量之外,载体组成、降解特性和细胞相容性也同样重要。(pmc.ncbi.nlm.nih.gov)

物理方法通过暂时改变细胞膜,绕过部分与载体相关的障碍。电穿孔利用电脉冲,使 DNA、RNA 或核糖核蛋白复合物得以进入细胞,尤其适用于在体外进行改造的细胞。例如,在 Casgevy 的生产过程中,通过电穿孔将 CRISPR–Cas9 核糖核蛋白复合物导入采集的 CD34 阳性造血细胞。机械性膜破坏则提供了一种相关的实验方法。这些平台可适配不同形式的载荷,但评估递送效率时,必须同时考虑细胞存活和功能:2020 年的一项连续流电穿孔研究在选定条件下,实现了原代人 T 细胞约 70% 的 mRNA 转染率,但随着电暴露增加,细胞存活率下降。尽管如此,短暂递送 mRNA 或编辑蛋白仍可产生持久的基因组改变;反之,递送表达质粒本身并不能保证持久表达。(fda.gov)

治疗性基因组编辑

可编程核酸酶将序列识别与DNA切割功能结合起来。锌指核酸酶(ZFN)使用经工程改造的锌指蛋白阵列,而转录激活因子样效应物核酸酶(TALEN)使用由DNA结合重复单元组成的阵列;两者通常都采用成对的FokI切割结构域,在各自结合位点之间造成DNA双链断裂。在CRISPR相关系统中,向导RNA将Cas9核酸酶等酶引导至与其互补的DNA序列,该序列须邻接一个相容的原间隔序列邻近基序,即PAM。因此,要改变靶向位点,通常只需更换向导序列,而不必重新设计DNA结合蛋白。2012年,马丁·伊内克及其同事,包括詹妮弗·杜德纳和埃马纽埃尔·沙尔庞捷,展示了Cas9的可编程切割能力,并将其两种天然RNA组分改造成一条单向导RNA。(nature.com)

切割本身并不决定最终的编辑结果:所得序列由细胞的DNA修复过程决定。非同源末端连接无需同源模板即可重新连接断裂的末端,并可能产生小片段插入或缺失,从而破坏编码序列或调控元件。同源定向修复则利用同源序列来实现指定的纠正或插入,这一序列可以由供体DNA提供;该修复途径在细胞周期的S期和G2期最为活跃。治疗性编辑不一定要修复致病变异本身。Casgevy于2023年12月8日首次在美国获批,它利用CRISPR–Cas9对造血干细胞和祖细胞中的BCL11A红系增强子进行编辑,以提高胎儿血红蛋白水平,而不是直接纠正导致镰状细胞病的变异。(fda.gov)

碱基编辑将靶向蛋白与能够对DNA碱基进行化学修饰的酶相结合,无需有意造成双链断裂,也不需要单独的供体模板。2016年,戴维·刘实验室的亚历克西斯·科莫尔及其同事报道了胞嘧啶碱基编辑:胞嘧啶经脱氨转变为尿嘧啶,随后通过进一步处理形成 C ⁣: ⁣G→T ⁣: ⁣AC\!:\!G \rightarrow T\!:\!A 替换。2017年,妮科尔·高德利及其同事提出了腺嘌呤碱基编辑,利用经过定向进化的脱氨酶实现 A ⁣: ⁣T→G ⁣: ⁣CA\!:\!T \rightarrow G\!:\!C 替换。这些奠基性的编辑器作用于一个有限的编辑窗口,而非仅作用于单个核苷酸。因此,该窗口内其他可被编辑的碱基也可能发生“旁观者”转换,使局部序列成为影响编辑结果的重要因素。(nature.com)

先导编辑由安德鲁·安扎隆及其同事于2019年报道,将Cas9切口酶与经工程改造的逆转录酶结合使用。其先导编辑向导RNA既负责识别靶点,也携带引物结合序列和编码所需改动的模板。DNA的一条链被切开后,逆转录过程以该RNA为模板延伸暴露的DNA末端;随后,细胞通过自身的处理过程将新写入的序列整合进去。最初的研究展示了全部12种可能的单碱基替换,以及小片段插入和缺失,均无需单独的供体DNA分子,也无需有意造成双链断裂。某些配置还会在另一条链上形成切口,以促进编辑结果的整合,因此,避免程序化的双链断裂并不意味着完全消除DNA切割或依赖修复过程产生的副产物。(nature.com)

编辑工具的递送与基因组改造是两个独立的操作环节。编辑组分可以以DNA、RNA、蛋白质或预先组装的蛋白质–RNA复合物形式进入细胞,既可以在体外递送,也可以通过直接给药递送。短暂存在的编辑系统可以留下持久的基因组改变;这种改变的持续存在并不需要编辑器长期保持活性。不过,递送的持续时间仍会影响非预期编辑发生的机会。(fda.gov)

特异性评估需要区分非预期位点上的编辑与预定靶位点上的非期望结果。美国食品药品监督管理局(FDA)于2024年1月发布的基因组编辑指南建议采用相互补充的计算、生化和细胞方法,包括全基因组分析,并随后在相关人类细胞中,以高灵敏度方法验证候选脱靶位点。特征分析还需检查靶位点处或与靶位点相关的插入、缺失和染色体重排。因此,仅凭编辑频率不足以确定产品质量:还必须评估所得序列变化的具体类型、分布及其生物学后果。(fda.gov)

表达、持留与组织反应

治疗性基因的表达取决于所递送序列的调控结构,而不只是该序列是否存在于细胞中。启动子控制转录的起始,增强子则影响转录强度和细胞类型特异性。具有广泛活性的启动子可支持多种细胞类型中的表达;组织选择性调控元件则使表达集中于特定细胞谱系。例如,etranacogene dezaparvovec 利用肝脏特异性启动子 LP1,驱动肝细胞产生凝血因子 IX 的 Padua 变体,肝细胞随后将这种凝血蛋白释放到血液循环中。因此,调控层面的靶向可将产生治疗性蛋白的组织与从中获益的组织区分开来。欧洲药品管理局的 2018 年基因治疗指南将表达构建体及其生物活性的持续时间视为产品评价的重要组成部分。(fda.gov)

遗传物质的持留有三种不同形式。游离体是保留在宿主染色体之外的 DNA:重组腺相关病毒载体主要以这种形式存在,但也可能发生低频率整合。游离体的持留无需替换原有基因组序列,就能支持长期表达。相比之下,整合型逆转录病毒载体和慢病毒载体将治疗性序列插入染色体 DNA,使其能够在细胞分裂时传递给子细胞。基因组编辑则提供了第三种方式:递送的编辑工具可以消失,而基因组改变仍然保留。在 exagamglogene autotemcel 治疗中,血液干细胞在体外被导入 Cas9–向导 RNA 核糖核蛋白复合物。该复合物破坏 BCL11A 红系特异性增强子中的一个 GATA1 结合位点,降低红系后代细胞中的 BCL11A 表达,并提高胎儿血红蛋白水平。维持这一改变并不需要持续产生编辑工具。(fda.gov)

细胞更新决定了持留的序列能否带来持续的组织功能。非整合型游离体 DNA 可能随着细胞分裂而被稀释,因此,生长中或再生中的组织与相对稳定的成人组织有所不同。肝脏实验研究说明了这一局限:肝细胞增殖可使游离体载体的数量逐渐减少,而染色体上的改变则会遗传给子细胞。然而,如果经修饰的细胞本身消失,整合或编辑也无法维持具有治疗作用的细胞群。对于血细胞治疗,疗效的持久性取决于经修饰、具有长期造血重建能力的造血干细胞能否在骨髓中成功植入。它们通过自我更新和分化,可以补充寿命较短的血细胞;因此,在粒细胞中持续检测到基因标记,说明经修饰的祖细胞仍在不断产生新细胞,而不是最初输注的成熟细胞一直存活。(insight.jci.org)

选择性存活还可进一步改变治疗后经修饰细胞所占的比例。在腺苷脱氨酶缺乏症中,基因纠正减轻了淋巴细胞受到的代谢毒性,使纠正后的细胞获得生存优势。Alessandro Aiuti 及其同事在 2009 年的一项研究中报告,治疗一年后,循环血液中 T 细胞的平均载体阳性比例为 88.0%,而骨髓 CD34 阳性细胞中的这一比例为 5.1%。这些测量结果描述的是不同细胞区室,而不是全身一致的纠正率。2021 年的一项慢病毒研究同样发现,外周血单个核细胞中的载体拷贝数不断增加,研究者将其解读为纠正后的淋巴细胞选择性积累的证据。因此,组织反应既反映最初的遗传修饰,也反映后续的细胞群体动态。(nejm.org)

剂量–反应评估将给予患者的产品与分子表达及生物学功能联系起来。相关测量指标包括给入的载体基因组数量或经修饰细胞数量、每个细胞的载体拷贝数、编辑频率、治疗性蛋白浓度、酶活性,以及特定细胞谱系的功能。这些指标不能相互替代:检测到载体 DNA 可以证实基因标记的存在,但本身并不能证明基因表达或治疗活性。对于凝血因子 IX 基因转移,Hemgenix 的开发项目测量了肝脏转导情况、血浆凝血因子 IX 蛋白水平和凝血活性;采用前期载体开展的动物研究显示,在四周时,这些指标呈剂量依赖性升高。临床中的表达水平未必始终与初始剂量成正比。在 2021 年一项关于凝血因子 VIII 基因转移的 SPK-8011 研究中,初始表达峰值出现在第 6–12 周,但在 52 周之后,未观察到稳态活性存在明确的剂量–反应关系。因此,连续测量生物标志物有助于区分早期表达、平台期的形成,以及此后活性的丧失。(ema.europa.eu)

在遗传性血液病和免疫疾病中的应用

造血干细胞是重要的治疗靶点,因为它们能够在骨髓中植入并存活、自我更新,并持续生成一代又一代的血细胞。体外治疗先对患者自身的 CD34 阳性干细胞和祖细胞进行改造,再在预处理化疗后将其输回患者体内。治疗效果取决于改造后细胞的后代:对于血红蛋白疾病,红系细胞会产生具有治疗作用的血红蛋白;而免疫细胞谱系则可以恢复因遗传性免疫缺陷而受损的功能。因此,成熟的循环血细胞并非长期基因治疗的主要靶点;这种干预建立的是一个能够持续更新的改造细胞来源。(fda.gov)

在镰状细胞病中,基因添加疗法引入一段 β-珠蛋白序列,其产物能够抑制镰变,但并不修复原有的致病等位基因。以 Lyfgenia 为商品名销售的 lovotibeglogene autotemcel 使用慢病毒载体,使细胞产生抗镰变血红蛋白 HbAT87Q^{T87Q}。该疗法于 2023 年 12 月 8 日首次在美国获批,适用于有血管闭塞事件病史的 12 岁及以上患者。在用于审批的分析中,32 名可评估受试者中有 28 名在输注后第 6 至第 18 个月期间完全未发生血管闭塞事件。对于输血依赖型 β-地中海贫血,以 Zynteglo 为商品名销售、于 2022 年在美国获批的 betibeglogene autotemcel 提供同一种经过改造的 β-珠蛋白,以弥补 β-珠蛋白生成不足。在两项关键性研究中,36 名可评估受试者中有 32 名实现了脱离输血,具体定义为连续至少 12 个月无需接受红细胞输注,同时维持至少 9 g/dL 的加权平均血红蛋白浓度。(fda.gov)

以 Casgevy 为商品名销售的 exagamglogene autotemcel 则使用 CRISPR–Cas9 基因组编辑技术,破坏 BCL11A 的一个红系特异性增强子。在红系后代细胞中,BCL11A 表达降低可解除对 γ-珠蛋白生成的抑制,从而增加胎儿血红蛋白,而不是添加 β-珠蛋白基因或纠正原有突变。胎儿血红蛋白能够减少镰状细胞病中的镰变,并弥补 β-地中海贫血中的 β-珠蛋白生成不足。Casgevy 于 2023 年 12 月 8 日首次在美国获批用于镰状细胞病,随后于 2024 年 1 月 16 日获批用于输血依赖型 β-地中海贫血;这两项适应证最初均适用于 12 岁及以上患者。美国食品药品监督管理局(FDA)随后批准的适应证涵盖了 2 岁及以上患者。在最初用于镰状细胞病审批的数据集中,31 名可评估受试者中有 29 名连续至少 12 个月未发生严重血管闭塞危象。这一终点与 Lyfgenia 的终点不同,因此两者的百分比不能构成头对头比较。(fda.gov)

遗传性免疫疾病的治疗依据有所不同:恢复缺失的酶或信号传导组分,可以使免疫细胞正常发育并发挥功能。在腺苷脱氨酶缺乏型重症联合免疫缺陷病(ADA-SCID)中,脱氧腺苷无法被正常代谢,导致有毒代谢产物积聚并损伤淋巴细胞。Strimvelis 使用逆转录病毒载体,将具有正常功能的 ADA 基因导入自体 CD34 阳性细胞;该疗法于 2016 年 5 月 26 日获得欧盟批准,适用于没有合适的配型相合亲属干细胞供者的患者。唐纳德·科恩及其同事于 2021 年报告了另一种处于研究阶段的慢病毒疗法,共治疗 50 名患者,其中 48 名在治疗后两至三年时仍持续保持 ADA 活性和免疫功能的恢复。其他针对特定基因型的治疗方法也已进入临床研究,包括针对 X 连锁重症联合免疫缺陷病、利用慢病毒添加 IL2RG 基因的疗法,2019 年的一项报告涉及 8 名婴儿。这些研究并不等同于某一具体产品及其适应证获得批准。(ema.europa.eu)

血友病的治疗与上述干细胞应用不同,其原理是让经过基因改造的肝细胞产生进入血液循环的凝血因子。通过静脉给药的腺相关病毒载体,为 B 型血友病递送凝血因子 IX 序列,或为 A 型血友病递送凝血因子 VIII 序列。Hemgenix 于 2022 年 11 月 22 日在美国获批,适用于接受凝血因子 IX 预防性治疗、目前或既往曾发生危及生命的出血,或反复发生严重自发性出血的成年 B 型血友病患者。Roctavian 于 2023 年 6 月 29 日在美国获批,适用于经 FDA 批准的检测方法未检出既存 AAV5 抗体的重度 A 型血友病成年患者。在其包含 112 名患者的疗效评估队列中,经过至少三年的随访,平均年化出血次数从 5.4 次降至 2.6 次。这些成人适应证并不能证明其对儿童有效,也不意味着其他处于研究阶段的凝血因子递送或基因编辑策略获得了批准。(content.govdelivery.com)

在其他遗传性疾病中的应用

视网膜基因递送的一个实例是 voretigene neparvovec-rzyl(Luxturna)。美国食品药品监督管理局(FDA)于2017年12月19日批准该疗法,用于治疗由 RPE65 两个拷贝均存在致病性变异所引起的视网膜营养不良。该疗法通过视网膜下注射,利用2型腺相关病毒载体将具有正常功能的 RPE65 互补DNA递送至视网膜色素上皮细胞。该基因编码的酶有助于再生视觉循环所需的感光发色团;因此,治疗恢复的是一项生化功能,而不是替代已经丧失的视网膜组织。患者必须仍有存活且具有活性的视网膜细胞,才符合治疗条件。关键研究采用多亮度移动能力测试评估功能性视觉:参与者在照度从400勒克斯到1勒克斯不等的环境中穿行障碍路线。其他评估指标包括光敏感度、视力和视野。这一针对特定基因型的适应证并不涵盖其他基因所致的遗传性视网膜退行性病变。(fda.gov)

在脊髓性肌萎缩症(SMA)中,运动神经元存活蛋白(SMN)不足会导致运动神经元逐渐丧失。Onasemnogene abeparvovec-xioi(Zolgensma)于2019年5月24日首次在美国获批,通过静脉给药,利用AAV9载体导入编码正常功能SMN蛋白的基因。其在美国的适应证涵盖携带双等位基因 SMN1 突变的两岁以下儿童。这属于基因添加,而非纠正内源性基因突变。另一种制剂 onasemnogene abeparvovec-brve(Itvisma)于2025年11月24日获得FDA批准,用于两岁及以上、经确认存在 SMN1 突变的患者,采用鞘内给药。这两种给药途径体现了将治疗递送至神经组织的不同方式:一种让全身组织接触载体,另一种则将其注入脑脊液。(fda.gov)

治疗时机对SMA尤为重要,因为运动神经元的丧失不可逆。在2022年发表的症状前治疗研究SPR1NT中,14名携带双等位基因 SMN1 缺失且拥有两个 SMN2 拷贝的婴儿接受了 onasemnogene abeparvovec 静脉给药,给药时的中位年龄为21天。所有婴儿均在18月龄前实现了至少持续30秒的独坐,并且在14月龄时均存活且无需永久性通气支持;相比之下,匹配的自然病程队列中,23名未接受治疗的儿童无一实现独坐。这是一项单臂研究,而不是对不同治疗年龄进行随机比较的研究。其结果反映的是在发生显著退行性病变之前保留并获得运动功能,而非使已经丧失的神经元再生。(nature.com)

对于遗传性代谢病,则可以通过经基因修饰的细胞补充缺失的酶。在异染性脑白质营养不良(MLD)中,芳基硫酸酯酶A(ARSA)缺乏会导致硫脂蓄积,损害中枢和周围神经系统。Atidarsagene autotemcel(Lenmeldy)于2024年3月18日获FDA批准,由患者自身的CD34阳性造血干细胞和祖细胞制成;这些细胞在体外经携带正常功能 ARSA 基因的慢病毒载体修饰。经过清髓性预处理并回输后,修饰细胞在骨髓中植入,产生能够合成ARSA的髓系后代细胞。视网膜下递送将载体直接置于靶细胞旁,而这一方法则利用植入的细胞群持续提供酶。其适应证仅限于症状前晚婴儿型、症状前早幼年型,以及处于症状早期的早幼年型MLD。(fda.gov)

支持Lenmeldy的证据包括两项单臂试验和一项扩大使用计划中接受治疗的37名儿童,并将其与未接受治疗的自然病程患者进行比较。主要终点为无严重运动功能障碍生存,即未发生行走能力及无支撑独坐能力丧失,也未死亡。在晚婴儿型MLD症状出现前接受治疗的儿童中,所有儿童在六岁时仍存活,而自然病程组的这一比例为58%;71%的受治儿童在五岁时能够独立行走。因此,运动和认知功能结局是酶活性测量的重要补充:仅凭ARSA合成恢复,并不能说明神经功能是否得以保留。限定在上述特定早期疾病阶段使用,是该疗法临床应用的重要组成部分,并不意味着它适用于所有类型或阶段的MLD。(fda.gov)

癌症及后天性疾病的治疗应用

嵌合抗原受体(CAR)T细胞疗法将基因修饰与癌症免疫治疗相结合:导入的基因使T细胞获得能够识别特定肿瘤相关抗原的受体,而非纠正遗传性缺陷。典型的CAR包含源自抗体的胞外结合结构域、跨膜区,以及胞内信号传导结构域和共刺激结构域。抗原结合会激活经过改造的细胞,促进其扩增并杀伤携带相应抗原的靶细胞。已获批的应用包括靶向CD19、用于特定B细胞白血病和淋巴瘤的疗法,以及靶向B细胞成熟抗原(BCMA)、用于多发性骨髓瘤的疗法。美国首次批准CAR T细胞疗法是在2017年,获批产品为tisagenlecleucel。这些靶标也存在于相应血细胞谱系的正常细胞上,因此,这种识别机制本身并非仅针对恶性细胞。(cancer.gov)

其他经过改造的免疫细胞疗法在识别对象上有所不同。经修饰的T细胞受体能够识别人类白细胞抗原(HLA)分子在细胞表面呈递的胞内蛋白片段,而常规CAR则直接结合可接触到的细胞表面抗原。Afamitresgene autoleucel(Tecelra)于2024年8月1日首次获得美国食品药品监督管理局(FDA)批准。该疗法使用经过改造的自体T细胞,识别滑膜肉瘤中特定HLA-A*02变体所呈递的MAGE-A4来源肽段。其作用既依赖肿瘤抗原,也依赖相匹配的HLA分子,因此,确定患者是否符合治疗条件的分子检测是这一疗法不可或缺的环节。抗原选择也限制了实体瘤疗法的应用:抗原表达在不同患者之间以及同一肿瘤内的不同细胞之间可能存在差异,使一些恶性细胞缺乏足量的靶标。(fda.gov)

自然杀伤细胞(NK细胞)也可以通过基因改造表达CAR。在2020年发表的一项Ⅰ/Ⅱ期研究中,Katy Rezvani及其同事研究了来源于供者脐带血的NK细胞。这些细胞经过改造,能够表达CD19特异性CAR和白细胞介素-15,后者可支持细胞增殖和存活。11名患有复发性或难治性CD19阳性淋巴系统恶性肿瘤的患者中,有8名对治疗产生应答,其中7名达到完全缓解。5名产生应答的患者随后接受了额外的缓解后治疗,因此,无法将较长期的疾病控制完全归因于CAR-NK细胞。这是一种实验性的供者来源细胞疗法,并不意味着该疗法已获批用于相应适应证。(mdanderson.org)

肿瘤靶向基因递送则是将治疗性序列导入肿瘤本身。例如,研究人员已对利用腺病毒递送抑癌基因TP53的研究性疗法开展研究,将肿瘤内给药与免疫检查点抑制剂联合使用。溶瘤病毒则引入了另一种机制:病毒在肿瘤内复制,导致细胞裂解,并可释放肿瘤抗原,促进免疫识别。Talimogene laherparepvec(T-VEC;Imlygic)是一种经过基因修饰的1型单纯疱疹病毒,于2015年10月27日在美国获批。它通过注射给药,用于初次手术后复发、无法切除的皮肤、皮下或淋巴结黑色素瘤病灶。该病毒还表达粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子(GM-CSF);这种细胞因子与抗原释放共同作用,可能促进抗肿瘤免疫应答,但其完整机制尚未明确。其药品说明书并未确立该疗法能够改善总生存期或对内脏转移产生疗效。(cancer.gov)

感染性疾病研究利用遗传干预来保护宿主细胞或改变其对感染的反应,而不是攻击肿瘤。在HIV感染与艾滋病研究中,研究性产品SB-728-T由患者自身的T细胞制成,利用锌指核酸酶对其进行改造,以破坏CCR5基因。该基因编码一种细胞共受体,依赖CCR5的HIV毒株会利用这一共受体。核酸酶切割后,易出错的DNA修复过程会破坏受体表达,目的是产生一群能够抵抗病毒经由这一路径进入的细胞。早期临床研究已考察其安全性、改造后细胞的持续存留情况,以及对病毒载量的影响。SB-728-T仍是一种研究性策略,并非已获批的HIV治疗方法;改造后细胞的持续存留本身并不能证明感染已被根除。(clinicalinfo.hiv.gov)

临床前开发与产品特性表征

靶点验证旨在确定拟议的遗传干预能否改变与疾病相关的生物学过程,而不仅仅是将一段序列递送到细胞内。概念验证研究依次检验各个环节:能否到达预定细胞、能否转移或修饰遗传物质、能否产生预期的生物学活性,以及能否改善相关疾病指标。细胞试验可以确定引入的酶是否具有功能,或经工程改造的细胞是否能够识别预定靶点;动物疾病模型则用于在组织结构和全身生理环境中评估其活性。模型的选择取决于其生物学反应性,而不只是其解剖结构与人类的相似程度。当疾病模型的存活期较短,或存在其他可能掩盖毒性的特征时,健康动物可作为补充。美国食品药品监督管理局(FDA)于2013年11月发布的临床前指导原则阐述了这些互补作用。(downloads.regulations.gov)

生物分布研究用于确定产品及其转移的遗传物质会到达哪些部位、停留多久,以及如何被清除。FDA于2023年5月发布的ICH S12指导原则建议使用能够代表临床产品的材料,并在可行的情况下采用拟用于临床的给药途径。采样范围包括靶组织和非靶组织,尤其关注肝脏、脑和性腺等器官的非预期暴露。定量或数字聚合酶链式反应可测量载体或转基因序列随时间的变化;蛋白质检测和组织定位方法还可用于确定表达发生的部位。仅检出遗传物质并不能证明存在功能性表达。如果在性腺中持续检出遗传物质,可能需要进一步调查信号来自生殖细胞还是其他驻留细胞,而不应将其直接解读为发生了可遗传修饰的证据。(fda.gov)

载体排出不同于体内分布,指载体经粪便、尿液、唾液、呼吸道分泌物或皮肤病变部位释放到体外。FDA于2015年8月发布的载体排出指导原则关注这种释放是否可能使未接受治疗的接触者或医护人员暴露于载体。区分可检出的遗传序列与具有感染性的物质十分重要,因为核酸检测也能检出片段或不具感染性的颗粒。因此,载体排出评估需要考虑载体的复制能力,并在适用时评估所收集物质的感染性。这类研究针对的是传播风险,而生物分布研究主要描述接受治疗的生物体内部的暴露情况。(fda.gov)

生物学活性测定将产品特性表征与剂量选择的依据联系起来。基因转移效率、表达水平和功能活性是彼此相关但各自独立的量;序列拷贝数高本身并不能证明具有治疗功能。概念验证研究有助于确定具有活性的剂量范围、剂量–反应关系及活性持续时间。随后开展的毒理学研究则考察局部和全身效应,以及这些效应的出现时间、持续性、潜在可逆性和剂量依赖性。FDA的罕见病指导原则规定,这些研究应尽可能贴近拟用于临床的剂量范围、给药途径、给药方案和评价终点。安全性评估还可涵盖递送装置或操作,以及针对载体和所表达蛋白质的免疫反应。受试材料必须能够充分代表临床产品,因为制剂或生产工艺的变化可能改变产品活性和暴露情况。(fda.gov)

动物研究结果始终受所用模型的条件限制。物种特异性受体、载体嗜性和基因表达调控可能导致与人类不同的组织靶向性。预先存在的抗体可能改变载体分布,而动物针对人源治疗性蛋白质产生的免疫反应可能使表达过早终止。另一方面,为容纳人类细胞而使用的免疫缺陷模型,无法重现完整的人类免疫系统。ICH S12指出,当动物中不存在载体所靶向的人类细胞靶点时,可能找不到相关的动物物种;此时,替代方法需要具备生物学依据。这些局限既影响对阴性结果的解读,也影响对表面上成功的结果的解读:转基因未能表达可能反映的是物种不相容,而未观察到毒性则可能是因为易受损组织的暴露不足。(fda.gov)

临床试验与证据解读

早期临床试验主要评估安全性、给药的可行性,以及剂量与生物活性之间的关系;初步疗效测量的作用是帮助选择后续研究的治疗方案,而非确立明确的临床获益。美国食品药品监督管理局(FDA)2015年6月发布的指导原则介绍了剂量递增和错峰入组的安排,其中设置观察间隔,旨在让更多参与者接受治疗之前,发现急性和亚急性不良事件。剂量的表征方式因产品而异:基因转移产品可用载体滴度描述剂量,而对于工程化细胞产品,输入的细胞数量及其组成则十分重要。由于基因干预的作用可能持续很长时间,剂量选择不能简单照搬体内清除较快的常规药物所采用的假设。(fda.gov)

后期研究评估的是预先设定、能够反映疾病影响的结局,而不只是基因是否成功递送。功能性视觉就是一个例子。在2017年审评Luxturna时所依据的Ⅲ期随机对照试验中,31名参与者被分配至治疗组或对照组,两组分别有21人和10人;对照组可在一年后接受治疗。多亮度移动能力测试评估参与者在不同照明水平下通过标准化路线的能力,反映的是实际功能表现,而不仅仅是视力。尽管治疗分组采用开放标签设计,盲法评分仍降低了评估偏倚。此类终点需要经过验证,包括提供证据,证明其测量特性及测量结果的变化对受疾病影响的人群具有实际意义。(fda.gov)

对于遗传性血液病,研究终点用于量化患者对支持治疗的依赖程度,或临床事件的发生情况。2022年Zynteglo处方说明书将输血独立性定义为:至少连续12个月无需输注浓缩红细胞,同时加权平均血红蛋白水平维持在至少9 g/dL。在两项Ⅲ期研究中,36名可评估参与者中有32人,即89%,达到这一终点。Casgevy于2023年12月8日首次获批用于镰状细胞病时,其主要疗效结局是在24个月的随访期内,至少连续12个月未发生重度血管闭塞危象。在31名随访时间足以进行评估的参与者中,29人,即93.5%,达到这一终点。这些百分比描述的是可评估人群中达到特定结局的比例,而非终身治愈率。(fda.gov)

罕见病试验常常面临符合入组条件的人数少、疾病进展差异大,以及对未经治疗的疾病病程了解有限等问题。这些限制会影响统计功效和效应估计的精确度。随机化有助于增强结果解读的可靠性,但单臂研究也可能将参与者的治疗结果与其自身治疗前的病程进行比较,或与外部自然病史队列进行比较。此类比较要求人群、结局定义和观察时间安排足够相似;疾病严重程度、支持治疗或结局确认方式上的差异,都可能引入混杂。FDA于2020年1月发布的罕见病指导原则主张在可行的情况下采用同期对照,也认可历史对照的用途,尤其是在疾病进展可预测且治疗效应显著时。(fda.gov)

结果的解读还取决于哪些参与者被纳入分析,以及在何时测量结局。Casgevy的获批分析区分了44名接受治疗的参与者与其中31名随访时间足以纳入主要疗效评估的参与者。Zynteglo研究同样区分了41名接受治疗的参与者与其中36名可评估输血独立性的参与者。在报告观察期的同时列明这些分母,可以避免将达到终点的比例误认为已在每一名接受治疗的参与者中确立的结果。连续12个月无相关临床事件和连续12个月无需输血都具有重要的临床意义,但两者所确立的获益均限于特定时间段和特定判定标准。(fda.gov)

分子层面的活性、替代指标的反应和持久的临床获益,属于不同层次的证据。检测到治疗性序列或基因表达发生改变,可以证明存在生物活性,却不能据此确立功能或生存状况的改善。只有证据支持某项生物标志物能够预测临床获益时,它才能成为替代终点;仅有机制上的合理性并不足够。声称“治愈”还需要明确其针对特定疾病的含义,并提供证据,证明患者持续不再出现相关疾病表现,或不再依赖治疗。不能仅凭分子层面的纠正或短暂的观察期就得出治愈的结论。反复进行纵向临床测量,有助于区分持续获益与仅在初期出现的良好反应。(fda.gov)

不良反应与长期监测

免疫系统对递送载体、治疗性蛋白或经基因修饰的细胞的识别可能引发免疫毒性。使用腺相关病毒(AAV)载体时,既存抗体或治疗诱导产生的抗体可能中和载体颗粒,降低基因转移效率;细胞毒性T细胞则可能攻击已转导的细胞,导致基因表达下降并损伤组织。针对新表达的治疗性蛋白产生的免疫反应,是另一项独立的免疫原性问题。这些影响取决于具体产品,并非基因转移普遍具有的后果。例如,onasemnogene abeparvovec(Zolgensma)的处方信息列明了严重肝损伤和急性肝衰竭风险,其中包括致死病例。该信息还记载了上市后报告的血栓性微血管病,通常发生于输注后两周内,表现为血小板减少、溶血性贫血和急性肾损伤。(fda.gov)

经工程改造的免疫细胞还具有与其生物学活性相关的其他毒性。在CAR T细胞治疗中,输注细胞的激活和扩增可能引发细胞因子释放综合征:过度的炎症信号传导导致发热、低血压、毛细血管渗漏、缺氧,有时还会导致器官功能障碍。免疫效应细胞相关神经毒性综合征可表现为意识混乱、言语障碍或癫痫发作。如果免疫细胞识别的抗原同时存在于恶性细胞和正常细胞上,也可能损伤健康细胞群;靶向CD19的疗法会清除正常B细胞,从而造成抗体生成受损并增加感染风险。这些炎症、神经系统和靶点介导的影响,与迟发性遗传损伤不同。(cancer.gov)

当整合入基因组的载体DNA破坏某个基因或改变邻近基因的调控时,就会发生插入诱变,并可能使细胞获得生长优势。Salima Hacein-Bey-Abina及其同事于2008年发表的一份报告记载,在一项纳入10名患者的X连锁重症联合免疫缺陷病试验中,9名成功接受治疗的患者有4名出现T细胞白血病,发病时间为γ逆转录病毒介导的基因转移后31至68个月。白血病细胞中存在位于 LMO2、CCND2 等基因附近、具有激活作用的整合位点,同时还存在其他后天获得的遗传异常。克隆扩增,即某个经修饰细胞的后代在细胞群体中所占比例不断上升,是一种观察结果,而非癌症诊断。整合位点分析可以识别持续存在或不断扩增的克隆,但需要结合血细胞计数、临床表现和分子异常进行解读。(pubmed.ncbi.nlm.nih.gov)

非预期的基因组编辑属于另一类风险,包括脱靶序列发生的改变,以及预定编辑位点出现的大段缺失或染色体重排等非预期结果。这些改变即使不涉及载体整合,也可能损害细胞功能。因此,评估内容包括编辑位点特征分析、脱靶分析和染色体完整性检查。此外,继发性恶性肿瘤也是工程化细胞产品上市后监测中需要关注的问题。2024年4月18日,美国食品药品监督管理局在收到T细胞恶性肿瘤(包括CAR阳性肿瘤)的报告后,公布了针对靶向BCMA和CD19的自体CAR T细胞疗法的黑框警告修订内容,并明确要求对继发性恶性肿瘤进行终身监测。这类报告并不能证明每个病例的致病机制都是插入诱变。(fda.gov)

还必须区分治疗后发生的不良事件与预处理及造血干细胞移植的风险。用于清髓性预处理的白消安可能导致重度血细胞减少、感染、黏膜损伤、肝脏并发症和不孕不育。Casgevy的处方信息记载,在一个包含44名镰状细胞病患者的队列中,预处理和输注后,86%的患者出现3至4级黏膜炎,48%出现发热性中性粒细胞减少症。说明书明确将表中所列事件归因于整个联合治疗过程,并指出其总体特征与白消安预处理和移植通常所见的情况一致;这些百分比并不是对基因组编辑本身所致毒性的估计。(fda.gov)

由于载体的持续存在情况、整合特性、永久性编辑、靶细胞寿命及疾病背景各不相同,长期监测应以风险为依据。FDA于2020年1月发布的指导文件建议,对整合型γ逆转录病毒载体和慢病毒载体开展15年的随访,对基因组编辑产品开展最长15年的随访,对AAV载体开展最长5年的随访;具体安排须根据产品评估确定,而非统一采用同一时间表。随访可记录新发恶性肿瘤、血液学异常、神经系统疾病和自身免疫事件,并在有指征时开展分子层面的调查。产品获批后,专门的观察性研究、患者登记系统和不良事件报告可提供相互补充的监测:登记系统对接受治疗的人群进行系统追踪,而自发报告则有助于识别需要进一步调查的潜在安全性信号。(fda.gov)

生产、质量控制与配送

生产过程既要控制遗传物质,也要控制用于生产或递送这些物质的生物系统。病毒载体的生产涉及经过鉴定的生产细胞库、载体生产、收获、纯化和制剂配制;基因修饰细胞产品还需要进行细胞采集、筛选、培养、基因修饰和最终收获。包括筛选用抗体和培养添加剂在内的试剂都需要经过适用性确认,因为其组成和所含污染物可能影响成品。因此,质量既取决于中间环节的控制,也取决于最终检测:成品检测结果合格,不能替代始终受到严格控制的生产工艺。(fda.gov)

生物学变异使从研发批次扩大到商业化生产的过程更加复杂。在 CAR T 细胞疗法中,来自患者的起始材料在细胞数量、活率和细胞组成方面各不相同;疾病及既往治疗也可能影响生产表现。培养时长或生长因子的变化可能改变最终获得的细胞群体。因此,扩大生产规模或将生产转移至其他设施时,需要评估产品质量,而不能仅着眼于提高产量。美国食品药品监督管理局(FDA)2024 年 1 月发布的 CAR T 细胞指导文件给出了一个具体例子:将载体生产从贴壁培养改为悬浮培养时,既要比较两种工艺生产的载体,也要比较用这些载体修饰后的细胞。将同一供者的起始材料分别用于新旧工艺,有助于区分生产工艺的影响与供者间变异的影响。(fda.gov)

批次质量标准区分鉴别、纯度和效力。鉴别试验用于确认产品中存在预期的遗传构建体,以及在适用情况下存在预期的细胞群体。纯度检测既测定宿主细胞 DNA、蛋白质和培养试剂等工艺相关残留物,也测定空病毒衣壳或非预期细胞群体等产品相关杂质。效力关注的是相关的生物学活性,而不仅仅是颗粒数或细胞数。FDA 2020 年 1 月发布的生产指导文件还建议,体外基因修饰细胞的最低可接受活率为 70%,同时允许在有支持性数据并充分说明理由的情况下采用较低的标准。放行标准规定了用于评估每个批次的检测项目和可接受限度。(fda.gov)

微生物学控制涵盖无菌性、支原体、内毒素和外源性因子。活细胞产品无法在保留细胞的同时进行终端灭菌或除菌过滤,因此,受控的无菌生产操作至关重要。(fda.gov) 对于复制缺陷型病毒产品,还需根据所用平台,检测是否存在不应出现的、具有复制能力的因子:即使载体按设计不具备复制能力,生产过程中的重组仍可能产生具有复制能力的病毒。FDA 2020 年 1 月发布的逆转录病毒载体指导文件涉及生产过程中的检测,包括材料选择、取样量和检测方法。这些检测考察的是污染或复制能力,而不是效力测定所衡量的治疗活性。(fda.gov)

稳定性研究通过跟踪鉴别、纯度、容器完整性和生物学活性等属性,为储存期限和条件提供依据。与稀释液和给药装置的相容性同样重要,因为吸附或活性损失可能改变实际递送的剂量。(fda.gov) 配送条件因产品而异:以 Kymriah 为商品名上市的替沙仑赛,其处方资料规定,产品须在温度监测条件下于 −120°C 或更低温度储存,并在解冻且达到室温后 30 分钟内完成给药。(dailymed.nlm.nih.gov) 对于患者专属产品,除了妥善保存产品本身,还必须维持连续无间断的身份追溯链,将采集、生产、运输和给药各环节与预定接受治疗的患者对应起来。FDA 2024 年发布的 CAR T 细胞指导文件建议,至少使用两个唯一标识,在每个处理步骤开始前核查标签,并在床旁独立核查患者身份与标签。(fda.gov)

监管与授权

在美国,获准开展基因治疗研究与获准将其上市销售是两回事。申办方须提交研究性新药申请(IND),其中包含生产信息、临床前证据以及拟议的临床试验方案。除非美国食品药品监督管理局(FDA)下达临床暂停令,否则 IND 通常在 FDA 收到申请后的第 30 个日历日生效;FDA 也可以提前通知申办方,允许研究开展。这仅意味着可以按照指定方案开展研究,并不意味着可以进行商业销售,也不能据此宣称疗效已得到证实。产品上市须获得生物制品许可申请(BLA)批准,申请需有安全性和有效性证据支持,并证明能够持续按照适当的质量标准生产产品。基因治疗产品属于 FDA 生物制品评价与研究中心(CBER)的监管范围。(fda.gov)

在欧盟,基因治疗药品与体细胞治疗产品、组织工程产品同属先进治疗药品(ATMP)类别。《第 1394/2007 号条例(EC)》确立了 ATMP 的监管框架。欧盟委员会《2009/120/EC 号指令》引入的基因治疗定义要求,此类生物药品的活性物质含有重组核酸或由重组核酸组成,给药目的是调控、修复、替换、添加或删除遗传序列;其治疗、预防或诊断作用必须与该序列或其表达产物直接相关。传染病疫苗被明确排除在这一类别之外。在集中上市许可程序中,欧洲药品管理局(EMA)的先进治疗委员会(CAT)拟订意见草案,人用药品委员会(CHMP)通过最终科学意见,随后由欧盟委员会作出具有法律约束力的授权决定。因此,EMA 的推荐意见本身并不等于上市许可。(ema.europa.eu)

科学指导文件、具有约束力的法规以及针对具体产品的授权各有不同的作用。FDA 指导文件通常说明推荐采用的方法,而不设定可依法强制执行的义务;只要符合适用法律法规,也可以采用其他方法。欧盟的科学及程序指导文件同样是在立法框架内发挥作用,而非取代立法。授权还可能附带持续提供证据的义务。欧盟的附条件上市许可允许在数据尚不够全面的情况下提前授权,但须满足以下条件:获益—风险权衡结果为正,能够满足尚未满足的医疗需求,预计日后可获得全面证据,且立即提供药品的获益大于等待进一步证据所带来的风险。在证据仍不完整期间,这类许可每年接受一次审查。这一机制是附带条件的上市许可,而不仅仅是开展试验的许可。(fda.gov)

Casgevy 的例子说明,为什么必须按司法管辖区分别记录批准日期和适应证。2023 年 12 月 8 日,FDA 首次批准这项基因组编辑疗法,用于治疗年龄在 12 岁及以上、反复发生血管闭塞危象的镰状细胞病患者。2024 年 1 月 16 日,FDA 批准了第二项适应证,即用于治疗年龄在 12 岁及以上的输血依赖型 β 地中海贫血患者。欧盟于 2024 年 2 月 9 日授予附条件上市许可,适用人群为年龄在 12 岁及以上、适合接受造血干细胞移植但无法找到合适的人类白细胞抗原匹配亲属供者的患者,所涵盖的疾病包括输血依赖型 β 地中海贫血,以及伴有反复血管闭塞危象的重度镰状细胞病。这些是历史上的授权里程碑,不能相互替代,用来描述全球范围内的治疗资格。(fda.gov)

获得监管批准并不意味着产品在每个地区都已商业供应。EMA 区分欧盟范围内的上市许可与各国的定价和报销决定;因此,已获许可的药品在某些成员国仍可能无法获得。汇总监管批准产品时,也需要进行分类,而不能只是简单计数。FDA 的“已获批准的细胞与基因治疗产品”清单既包括经过基因改造的产品,也包括其他细胞产品,例如来自脐带血的造血祖细胞制剂。因此,不能把该清单的产品总数视为已获许可的基因疗法数量。针对具体产品的批准文件和药品标签载明获准的适应证,而分类时则必须确认该干预措施是否确实涉及治疗性基因改造。(ema.europa.eu)

同意、遗传性与研究治理

体细胞治疗改变的是非生殖细胞,其遗传学效应仅限于接受治疗者本人,不会通过生殖传递。因此,永久性编辑并不一定具有遗传性:改变造血细胞与改变卵细胞、精子或其前体细胞并不相同。世界卫生组织(WHO)区分了体细胞基因组编辑、不用于生殖的生殖系编辑,以及涉及生殖的可遗传编辑。因此,在实验室研究中编辑胚胎但不用于妊娠,与使用经过编辑的胚胎建立妊娠,属于不同的治理类别。2019年7月26日,WHO发表声明,反对当时将人类生殖系基因组编辑推进至临床应用;这是一项政策建议,本身并不是具有国际约束力的法律。(who.int)

治疗性研究中的知情同意涵盖试验目的、合理可预见的风险、可能的获益、可用的替代方案、保密事项,以及参与的自愿性。对于基因转移研究,知情同意还涉及干预实施后参与者与研究人员之间的长期联系。美国食品药品监督管理局2020年1月发布的长期随访指导原则规定,知情同意文件应说明监测的目的和持续时间、联系间隔、访视地点,以及随访联系的具体内容。如果计划保存血液或组织以供未来检测,也必须予以告知;出现与研究相关的新的不良反应信息时,还必须更新文件。随访安排以风险为依据,并非所有产品都采用相同安排:该指导原则规定,某些具有持久作用的遗传干预需要最长达15年的随访。同意参与研究,并不意味着试验性干预已成为成熟的治疗方法,也不保证参与者能够获益。(hhs.gov)

儿科研究区分父母或监护人的许可与儿童本人的赞同。根据美国卫生与公众服务部的法规,赞同是指明确表示同意,而不仅仅是没有提出反对;机构审查委员会根据儿童的年龄、成熟程度和心理状态评估其表达赞同的能力。法规规定了特定的例外情形,包括无法合理地征询儿童意见,或某项可能有益的干预只能通过参与研究获得。对于风险超过最小风险、但有望带来直接获益的研究,委员会必须认定预期获益足以支持承担该风险,且获益与风险的关系至少不逊于可用的替代方案。在持续进行的研究期间达到法定成年年龄的参与者,通常需要自行作出具有法律效力的知情同意,除非适用的豁免已获批准;此前父母的许可和儿童时期的赞同不能自动替代成年后的知情同意。(hhs.gov)

保护遗传信息,需要同时关注可识别个人身份的临床记录和研究数据集。美国国立卫生研究院(NIH)的指导文件说明,删除姓名并不能保证匿名性,因为基因组信息可能使个人身份被重新识别,从而可能影响参与者、其家庭或相关群体。其知情同意指导文件涉及未来的研究用途、数据共享,以及保密的局限。受控访问的数据存储库仅向获准的研究人员提供数据,这些研究人员须遵守机构协议及参与者知情同意所设定的限制。机构层面的监督也将受试者保护与生物安全审查区分开来:机构审查委员会审查知情同意和参与者保护措施,而依据《NIH指南》开展工作的机构生物安全委员会,则审查涉及重组或合成核酸的研究。NIH的基因转移审查清单包括载体的来源及改造情况、所携带的遗传物质、具有复制能力的病毒检测、靶细胞和递送方式。(grants.nih.gov)

在2018年12月成立专家委员会后,WHO于2021年7月12日发布了《人类基因组编辑:治理框架》及配套建议。该框架涉及机构、国家、区域和国际层面的监督;配套建议涵盖九个领域,包括研究登记、国际研究与跨国就医、不安全或未登记活动的报告、知识产权,以及公众参与。框架中的示例情景区分了几种情况:在西非开展的一项假设性的镰状细胞病体细胞编辑试验、为提高运动表现而提出的体细胞或表观遗传编辑,以及一家向国际客户提供可遗传编辑服务的诊所。这些区别既涉及生物学上的遗传性,也涉及干预的目的:即使某项干预不具有遗传性,它仍可能是一项增强人体能力的提议,而非疾病治疗。这些情景用于演练治理决策,并不表示认可所提议的活动,也不构成对其开展临床应用的授权。(who.int)

可及性、卫生系统要求与经济评价

治疗的实施既取决于卫生系统的能力,也取决于产品是否可获得。自体造血干细胞治疗需要血液科与移植服务、细胞采集、实验室与药学支持、住院护理及后续照护之间的协调配合。治疗中心必须在等待产品生产期间持续管理患者的疾病。例如,美国食品药品监督管理局(FDA)发布的 Casgevy 患者资料说明,治疗可能需要多次采集干细胞、储存备用细胞、将细胞运送至生产场所,以及为接受化疗和细胞输注而住院;输注后的恢复可能需要在医院停留四至六周。因此,“一次性”输注只是漫长诊疗流程中的一个环节,而非一次门诊就诊。这些要求尤其适用于依托造血干细胞移植服务体系实施的治疗。(fda.gov)

从地理位置上能否获得治疗,还取决于转诊网络、交通、临时住宿、照护者能否提供照护,以及专科中心与当地临床医生之间的协调。生育力保存和心理及行为健康服务可能也是诊疗流程的一部分,而反复复诊则会带来持续的出行与安排需求。保险审批以及患者赴居住州以外接受治疗的安排,可能构成单独的行政程序。美国医疗保险和医疗补助服务中心(CMS)在其“细胞与基因治疗可及性模式”中明确处理了这些问题:自2026年1月1日起,参与州必须针对每一种纳入该模式的药物,与至少一家符合资质的治疗中心保持签约关系,确保符合资质的医疗服务提供者加入,并监测等候时间及服务网络是否充足。签约安排可包括州外中心,并且必须涵盖相关照护,而不只是输注本身。(cms.gov)

产品购置价格、治疗总成本和支付方支出是不同的量。CMS资料记载,Casgevy 和 Lyfgenia 于2023年12月获批后,在美国的标价分别为每位患者220万美元和310万美元。这些数字是产品价格,而不是对整个治疗过程费用的全面估算。额外成本包括评估、细胞采集、预处理、住院、支持性治疗和后续监测。支付方支出还取决于返利及协商条款,因此未必等于标价。经济分析会另行计入治疗可能避免的未来疾病管理成本;疼痛危象减少,并不一定意味着不再需要为既有器官损伤或慢性疼痛支付费用。患者与照护者的交通费用和时间成本则是另一类成本,是否纳入取决于分析所采用的视角。(cms.gov)

成本效果分析比较新增成本与新增健康获益,后者通常以质量调整生命年表示。由于大部分支出发生在治疗初期,而获益可能在数十年间逐步累积,估算结果高度依赖于对疗效持久性、生存情况、并发症及未来照护的假设。仅凭短期临床反应,无法确立终生经济获益。例如,临床与经济评估研究所2023年的镰状细胞病评估在模型中假设,第七年之后每年有0.27%的患者回到标准治疗的成本和结局水平;这是一项外推假设,而非实际观察到的治疗失败率。因此,分析会检验不同的疗效持久性情景。预算影响回答的是另一个问题:对符合治疗条件的人群实施治疗,会如何影响特定时期内的支出。一种治疗可能在终生尺度上具有良好的价值,却同时带来巨大的近期资金需求。(icer.org)

CMS的自愿参与“细胞与基因治疗可及性模式”,提供了一个有据可查的基于结局的支付实例。该模式最初聚焦于医疗补助计划参保者获得镰状细胞病基因治疗的机会。该模式于2025年1月开始滚动接受参与申请,首个参与州于2025年3月1日开始加入。CMS代表参与州与生产商协商共同条款,包括折扣以及与特定健康结局挂钩的返利。如果治疗效果未达到约定标准,生产商将退还支付方的部分支出。CMS负责制定财务和临床指标、核对数据并评估结果;各州仍须承担其应付的治疗费用份额。这些安排重新分配了部分财务风险,但其运作需要结局测量和持续的数据收集,而不能假定每位接受治疗的患者都会获得永久获益。(cms.gov)

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