编者按
近日,北京大学等单位联合发明了一种使用“魔剪”CRISPR技术和造血干细胞治疗艾滋病的方法,该方法有望彻底治愈艾滋病。相关研究被发表在《新英格兰医学杂志》之上。
上帝的惩罚-艾滋病
1959年,人类第一次在一名刚果男性的体内发现一种名为人类免疫缺陷病毒的病毒,这种病毒就是臭名昭著的HIV, 是艾滋病的元凶。
全球艾滋病最新分布图, 来源KFF
在短短60年内,艾滋病就从1959年记载的1例,迅速发展到现在的3700万患者。有2500万在非洲,绝大部分在第三世界国家,很多一辈子不知道可以有效预防艾滋病的安全套是什么,甚至不知道人为什么会得艾滋病。而其中30%不知道自己患病。而又有180万是母婴传播导致孩子患病。
虽然人类已经有有效的抗病毒药物抑制艾滋病,延长患者的寿命。但至今,艾滋病依然是绝症。医学界也一直在努力研究新的方法来解救那些无辜的患者。
“柏林病人”与“伦敦病人“的启示
柏林病人
时间来到2007,事情出现了转机。一名名叫Timothy Ray Brown的病人同时罹患艾滋病和白血病。为了治疗他的白血病,医生给他移植了他人的造血干细胞。随后的观测中,人们惊奇的发现,他的艾滋病也奇迹般的被治好了。这使他一夜成名,成为世界上第一个艾滋病被彻底治愈的患者(也是2019年以前的唯一一例)。由于居住在柏林,他也被称为“柏林病人”。他的出现让艾滋病治疗出现了曙光。
无独有偶,2019年《Nature》,报道了一名在伦敦接受治疗的病人通过类似“柏林病人“的方法治愈了艾滋病。证明了“柏林病人”的出现不单单是个奇迹,更是可以复制的!
两人都是同时患有白血病和艾滋病。而给他们移植的造血干细胞的捐献者都具有一种名为CCR5基因突变。
CCR5与艾滋病
HIV通过CCR5侵入T细胞
本次北大研究的领导人邓宏魁教授是CCR5的发现者,在1996年,邓宏魁教授发现了CCR5是HIV侵入人体T细胞的主要受体。
而在西方国家,有很多人携带有一种CCR5基因突变(CCR5-Δ32)。后续的研究的发现这类携带CCR5-Δ32的人群,对艾滋病完全免疫!
但不是每个人都有这种好运气,全世界大部分人都没有这种突变。科学家们就开始琢磨:如果我能把病人体内的CCR5去除,那么艾滋病不久无法通过侵入T细胞扩增了吗?
去年引起世界哗然的贺建奎,是这群科学家中最激进的一个。
贺建奎和他的基因编辑疗法
2013年,来自MIT的华人科学家张峰,来自UC Berkeley的Jennifer Doudna ,来自德国亥姆霍兹医学研究中心的Emmanuelle Charpentier ,以及哈佛的George Church将一种名为CRISPR-CAS9的技术带到世人的面前。这种技术能高效和精准地“剪掉”生物体内的基因序列,所以它也被称为“魔剪”。
由于其拥有巨大的潜力,学界也一直认为该技术一定会得诺贝尔奖。
还记得之前提到的CCR5吧?就是这把魔剪让科学家燃起了通过删除人体内的CCR5的方法来治疗艾滋病,但由于安全性和伦理学的问题一直推进缓慢。
贺建奎
2018年年底,来自南方科技大学的贺建奎教授做了第一个吃螃蟹的人,引发科学界和社会的震惊。因为他直接用“魔剪”删除婴儿体内的CCR5,而且这些婴儿还生了出来!
孩子在没有选择的情况下,他们的遗传信息被永久的修改了,他们成为了人造的“CCR5突变携带者“,而且这是可以遗传给后代的。
贺建奎扮演了上帝的角色。后续的报道说明贺的研究没有经过正规的伦理审批,这更让全世界对他口诛笔伐。
最重要的是,使用“魔剪”删除人体内的CCR5的安全性至今未知。因为没有人知道全身性的移除CCR5对人体会有什么影响,而CRISPR系统本身也存在不低的脱靶效应。如果“魔剪”不小心剪掉重要的基因,那么对这些孩子是更大的灾难。
编辑造血干细胞治疗艾滋病
邓宏魁
所以发现CCR5的邓宏魁教授决定另辟蹊径,通过只编辑特定的细胞来避免伦理学和安全性问题。
通过使用“魔剪“删除造血干细胞体内CCR5不会影响身体内包括生殖细胞在内其他细胞,所以这种编辑不会在其他细胞有强的副作用,也不会被遗传。但由于HIV主要通过CCR5侵入免疫T细胞增殖,当这些由造血干细胞产生的T细胞没有CCR5时,HIV自然也无法扩增对病人产生影响,也就治愈了艾滋病。
总的来说,这是试图复制“柏林病人”与“伦敦病人”来避免伦理学和安全性问题。
研究人员将编辑过的造血干细胞移植到同时患有艾滋病和白血病的病人体内,发现该方法在研究19个月内治好了患者的白血病。与此同时,在此时间内,造血干细胞的造血效果与CRISPR基因编辑的效果在体内持续存在。而长达19个月的实验过程中,研究人员没有发现任何的副作用和基因编辑脱靶效应。
虽然由于病人的HIV还没有完全治愈,但研究人员相信这是因为基因编辑的效率依然较低,不足以治疗艾滋病。该疗法依旧非常有潜力。
该研究被发表在医学类顶级期刊《新英格兰医学杂志》(NEJM, 影响因子79)之上。
解放军总医院第五医学中心陈虎
不幸的是,该研究的通讯作者之一,解放军总医院第五医学中心陈虎教授于7月24日在北京逝世,享年59岁。他再也没机会见到自己研究的方法被大规模使用了。但小助手希望研究人员继续努力,完成陈虎教授的遗愿。
攻克艾滋病是很多科学家和艾滋病患者一生的心愿。只有以最快的速度把现代文明成果应用在病人身上,病人才有可能摆脱死神的纠缠。
道阻且长,尽管人类在战胜艾滋上已经取得了很多进展,但是离彻底战胜艾滋,并给广大患者提供承受得起的治疗手段,我们还有很长的路要走。
参考文献:
Xu L, Wang J, Liu Y, Xie L, Su B, Mou D, Wang L, Liu T, Wang X, Zhang B, Zhao L, Hu L, Ning H, Zhang Y, Deng K, Liu L, Lu X, Zhang T, Xu J, Li C, Wu H, Deng H and Chen H. CRISPR-Edited Stem Cells in a Patient with HIV and Acute Lymphocytic Leukemia. New England Journal of Medicine. 2019; 381:1240-1247.
本文图片均来自网络
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