除了不愛(ài)吃花菜外,朵拉看起來(lái)和同齡人沒(méi)什么兩樣。睡眠和玩耍,占去了她每天生活的大半。
但她的父母卻無(wú)法像同齡人那般,享受新生命帶來(lái)的喜悅。今年2月,醫生告訴他們,朵拉患有一種叫做“脊髓性肌肉萎縮癥”(SMA)的罕見(jiàn)疾病。由于肌肉萎縮,朵拉已經(jīng)失去了對雙腿的控制。很快,她的手臂,她的脖子也會(huì )變得無(wú)力。“也許等不到慶祝她的2歲生日,朵拉就有可能停止呼吸。”她的父母在一則求助視頻里說(shuō)道。
不到10%的生存希望
在人類(lèi)的5號染色體上,存在兩條幾乎一模一樣的基因。其中,靠近端粒一側的基因叫做SMN1,靠近著(zhù)絲粒一端的叫做SMN2。通常情況下,SMN1基因在體內會(huì )指導合成“運動(dòng)神經(jīng)元存活蛋白“(SMN)。顧名思義,這種蛋白對于運動(dòng)神經(jīng)元的存活起到了關(guān)鍵作用。由于單堿基的突變,SMN2基因其mRNA的剪接會(huì )出現異常,由其指導合成的蛋白中,只有10%-20%具有完整功能,而剩下80%-90%的蛋白由于出現截短,會(huì )在細胞內被快速降解。
SMN1基因為主,SMN2基因為輔的生產(chǎn)策略在正常人體內運作良好,卻也留下了隱患:一旦SMN1基因發(fā)生突變,就會(huì )出現SMN蛋白缺乏的現象,使得運動(dòng)神經(jīng)元出現死亡,最終導致肌肉萎縮。人們也將這種疾病統稱(chēng)為“脊髓性肌肉萎縮癥”。
視體內SMN蛋白的多寡而定,SMA患者的癥狀有輕重之分。其中,最為嚴重,也最為常見(jiàn)的一類(lèi)叫做1型SMA。據統計,大約60%的SMA隸屬于這一范疇,而患者早在出生后6個(gè)月之內就會(huì )出現癥狀。他們的肌肉是如此虛弱,以至于失去了行走、爬行、甚至是靜坐的能力。最終,隨著(zhù)肌肉的進(jìn)一步萎縮,他們會(huì )逐漸失去吞咽與呼吸能力,迎來(lái)不可避免的生命終點(diǎn)。
朵拉患上的就是1型SMA。歷史數據表明,她能活過(guò)2歲的概率不足10%。
時(shí)代的玩笑
讓我們把時(shí)鐘的針撥回到28年前。1991年,菲爾·約翰遜(Phil Johnson)教授從美國國立衛生研究院(NIH)的傳染病實(shí)驗室離職,加入了俄亥俄州立大學(xué)。幾年后,他被任命為其附屬全國兒童醫院(Nationwide Children’s Hospital)的兒童研究所負責人。
現在的全國兒童醫院已是全美最為知名的兒童醫院之一,但在當時(shí),它卻是一家位于美國中部,毫不起眼的醫院。約翰遜上任之初,便有雄心讓這家醫院躋身全美一流之列。這樣一來(lái),醫院所在地哥倫布(Columbus)便有了一座與其美國第15大城市地位相稱(chēng)的醫學(xué)中心,當地的諸多兒童也不用前往西雅圖,波士頓,或是費城等地,就能得到最頂尖的治療。
在上世紀90年代初,基因療法是一個(gè)熱門(mén)領(lǐng)域。巧合的是,在NIH工作時(shí),約翰遜曾從事用腺相關(guān)病毒(AAV)將基因遞送入細胞的研究。順理成章地,他把這一研究方向帶到了全國兒童醫院,并開(kāi)始招兵買(mǎi)馬,試圖建立一個(gè)研究基因療法的前沿陣地。
他自然不會(huì )錯過(guò)曾在俄亥俄州立大學(xué)共事的杰瑞·蒙代爾(Jerry Mendell)教授。這名與遺傳學(xué)之父孟德?tīng)枺∕endel)的姓氏只差1個(gè)字母的神經(jīng)學(xué)家終身專(zhuān)注于研究與治療各種罹患肌營(yíng)養不良癥的兒童,基因療法也是他的興趣之一。
1999年的9月,在將近30年的研究與探索后,蒙代爾啟動(dòng)了一項基因療法的臨床試驗。一名36歲的空管員和一名15歲的高中生在醫護人員的密切關(guān)注下,接受了基因療法的治療。在肉眼看不見(jiàn)的地方,腺相關(guān)病毒攜帶著(zhù)功能正常的基因,源源不斷地進(jìn)入這兩名患者的體內。在那里,這些基因有望產(chǎn)生功能性的蛋白,治療他們的肢帶型肌營(yíng)養不良癥。
這是世界上第一起治療肌營(yíng)養不良癥的基因療法臨床試驗,也是腺相關(guān)病毒第一次向人類(lèi)患者遞送基因。蒙代爾知道,過(guò)去他的許多工作只是緩解患者的癥狀。而這一次,我們有望治本。
然而時(shí)代卻給他開(kāi)了一個(gè)巨大的玩笑。在這場(chǎng)臨床試驗啟動(dòng)的短短兩周后,遠在賓夕法尼亞大學(xué)的一場(chǎng)基因療法臨床試驗出現了嚴重的醫療事故,一名18歲的少年不幸去世。很快,美國FDA宣布在調查清原因之前,終止全國范圍內的所有基因療法試驗。
盡管使用的是不同的病毒載體,輸注的是不同的基因,治療的是不同的疾病,主導研究的是不同的團隊,蒙代爾的突破性嘗試依舊遭受了波及。在啟動(dòng)臨床試驗的4周后,他不甘地宣布試驗終止。沒(méi)有人對此有太多異議。整個(gè)基因療法領(lǐng)域都搖搖欲墜的當下,一項臨床試驗的成敗又算什么呢?
重振旗鼓
在接下來(lái)的幾年里,整個(gè)基因療法領(lǐng)域的研發(fā)幾乎陷入停滯,蒙代爾在俄亥俄州立大學(xué)的工作也鮮有進(jìn)展,這讓他感到心灰意冷。而在同一座城市里,由于約翰遜的堅持,全國兒童醫院的基因療法中心卻得以繼續運營(yíng)。很多人將其歸功于他對管理者的成功說(shuō)服,而約翰遜在回憶時(shí)則謙虛地指出,帶來(lái)患者死亡的是腺病毒,而非他們所研究的腺相關(guān)病毒,因此沒(méi)有人因為這件悲劇而離職。如果真正理解科學(xué),就不難理解為什么他們能夠繼續研究基因療法。
2003年的一天,約翰遜與蒙代爾兩人約好共進(jìn)午餐。“你在接下來(lái)的日子里想要做些什么?”約翰遜單刀直入地問(wèn)道。“我想治愈肌營(yíng)養不良癥。”蒙代爾的回答同樣干脆。兩人一拍即合。蒙代爾列舉了一系列想要的條件,約翰遜親口承諾。對他來(lái)講,邀請蒙代爾加入全國兒童醫院,可以不惜任何代價(jià)。
事后看來(lái),約翰遜更像是為自己找了一個(gè)接班人,因為不久之后,他就離開(kāi)了全國兒童醫院,前往基因療法的另一個(gè)中心——費城兒童醫院。他走進(jìn)蒙代爾的辦公室說(shuō),“你就是新的主任了。”“我來(lái)這里是為了做研究,不是做主任的。”蒙代爾回答道。
但他最終還是妥協(xié)了。為了讓整個(gè)研究中心的發(fā)展邁入快車(chē)道,他招聘了多位在腺相關(guān)病毒研究領(lǐng)域具有豐富經(jīng)驗的科學(xué)家。此外,他也要求這些科學(xué)家們與醫生密切合作,以求加快從基礎研究到臨床應用的步伐。在那里,蒙代爾就像是一位孜孜不倦的老師,將關(guān)于早期藥物研發(fā)、醫學(xué)數據監管、臨床試驗材料遞交等知識傳授給了團隊。他們不斷試錯,不斷學(xué)習,不斷進(jìn)步。有人稱(chēng)那段時(shí)光像極了一家生物技術(shù)初創(chuàng )公司。在這樣的氛圍下,只要大方向沒(méi)有走錯,成功只是時(shí)間問(wèn)題。
突破的到來(lái)
隨著(zhù)基因組學(xué)和測序技術(shù)的快速發(fā)展,在本世紀初,尋找罕見(jiàn)疾病背后的基因突變,并在實(shí)驗室中合成正確的基因拷貝,已不再是個(gè)難題。相反,如何將這些正常的基因遞送入正確的細胞,仍然是橫亙于研究人員面前的一道天塹。隨著(zhù)腺病毒本身由于安全性問(wèn)題快速失寵,腺相關(guān)病毒等載體成為了下一個(gè)研究熱點(diǎn)。
而使用腺相關(guān)病毒遞送基因療法,正是蒙代爾與全國兒童醫院的專(zhuān)長(cháng)所在。厚積薄發(fā)之下,2008年的一個(gè)晚上,基因療法的歷史被徹底改變了。
布萊恩·卡斯帕(Brian Kaspar)教授是蒙代爾從索爾克研究所(Salk Institute)邀請來(lái)的藥物遞送專(zhuān)家,他的大部分工作旨在回答一個(gè)問(wèn)題——如何讓藥物穿越“血腦屏障”,進(jìn)入大腦。2008年的一個(gè)夜晚,當他正準備下班回家時(shí),他的一位博士后凱文·福斯特(Kevin Foust)敲響了辦公室的門(mén)。
“你不會(huì )相信,我將要展示給你看的是什么數據。”福斯特說(shuō)道。
福斯特給卡斯帕展示了一張小鼠組織的顯微鏡成像照片。結果清楚地顯示,一種叫做AAV9的腺相關(guān)病毒成功地穿越了血腦屏障。在整個(gè)中樞神經(jīng)系統里,到處可以看到它們的影子。兩位研究人員對著(zhù)一張照片興奮地討論了數個(gè)小時(shí)。人類(lèi)使用基因療法來(lái)治療大腦和脊髓疾病,這一想法距離成真從未如此接近。他們也討論了想要挑戰的第一個(gè)疾病,SMA是他們的共同選擇。
當時(shí),SMA沒(méi)有任何有效治療方案。對于那些罹患1型SMA的最嚴重患者,“好好愛(ài)他們,隨時(shí)準備道別”是醫生最常給病兒父母開(kāi)出的建議。
而在基因療法面前,人類(lèi)第一次看到了改變疾病,甚至是治愈疾病的希望。
AVXS-101
2009年,卡斯帕團隊在《Nature Biotechnology》上介紹了這一使用AAV9穿越血腦屏障的方法(迄今已經(jīng)被引用近900次)。隨后,他們馬不停蹄地朝著(zhù)臨床轉化方向而努力。在小鼠SMA模型中,他們利用基因療法遞送進(jìn)了正常的基因,然后焦急地等待著(zhù)實(shí)驗結果。數天、數周、數月、乃至一年……本應早早夭折的小鼠,生命奇跡般地得到了延長(cháng)。在猴子實(shí)驗中,他們也觀(guān)察到了同樣的結果。“我們知道,是時(shí)候在患者身上做嘗試了。”卡斯帕說(shuō)道。
出乎他意料的是,沒(méi)有一家醫藥公司對這個(gè)想法感興趣。用卡斯帕的原話(huà)說(shuō),他接觸的公司都展現出了“巨大的不情愿”。許多人對10多年前的基因療法悲劇還記憶猶新,這些猶豫可以理解。
于是,卡斯帕決定由自己親自主導這一項目的推進(jìn)。2013年,卡斯帕與幾位生物技術(shù)領(lǐng)域的企業(yè)家一道,創(chuàng )立了一家名為AveXis的公司。它獲得了全國兒童醫院對基因療法的授權,并獲投7500萬(wàn)美元的資金。隨后,他們招募了16名1型SMA兒童患者,準備開(kāi)展臨床試驗。而研究人員們想要評估的基因療法,便是之后為人所熟知的AVXS-101。
由于SMA的病因在于運動(dòng)神經(jīng)元,基于過(guò)去的經(jīng)驗,研究人員們認為高劑量的基因療法才有可能取得治療效果。因此,他們決定對能夠接受治療的15名患者進(jìn)行分組(有一位患者由于自身對AAV9的抗體水平較高,最終被排除在試驗外),一組(3人,平均年齡6.3個(gè)月)接受低劑量的基因療法,另一組(12人,平均年齡僅為3.4個(gè)月)接受高劑量的基因療法。
研究計劃一經(jīng)披露,卡斯帕與蒙代爾(他是該臨床試驗的主治醫師)立刻接到了許多基因療法專(zhuān)家的電話(huà)。電話(huà)那頭傳來(lái)的,是對這項激進(jìn)臨床試驗計劃的擔憂(yōu)。人們害怕又一起患者死亡,會(huì )讓重新萌芽的基因療法領(lǐng)域再次陷入危機。
不為所動(dòng)的蒙代爾決定按原計劃進(jìn)行臨床試驗。2014年,研究人員們完成了首個(gè)高劑量基因療法的輸注。接受完基因療法后,患兒很快進(jìn)入了夢(mèng)鄉,而醫生們則緊張地監視著(zhù)患兒的的生理狀況。12個(gè)小時(shí)后,一切看來(lái)正常,研究人員們也稍稍松了一口氣。
奇跡的
幾周后,研究人員們的心被提到了嗓子眼——這名患兒的肝 臟酶水平出現了飆升,這往往意味著(zhù)肝 臟出現了炎癥或是損傷。蒙代爾回憶說(shuō),這是他從事基因療法的數十年來(lái),最令人害怕的時(shí)刻。他想起了電話(huà)那頭專(zhuān)家們的勸誡,想到了各種復雜的并發(fā)癥,想到了失敗與死亡。
幸運的是,這次事件并沒(méi)有帶來(lái)嚴重的后果。先前一些研究就發(fā)現,在基因療法的作用下,肝 臟酶水平有時(shí)會(huì )突然升高,卻不會(huì )造成災難性的破壞。驚魂未定的蒙代爾立刻與美國FDA進(jìn)行溝通說(shuō)明情況,而FDA也并沒(méi)有選擇立刻終止試驗,而是商討如何增加試驗的安全性。最終,雙方達成共識,患者在接受基因療法前,先接受類(lèi)固醇藥物,預防類(lèi)似情況的再次發(fā)生。
理性的設計以及對風(fēng)險/收益的良好控制,最終催生了基因療法史上的一段佳話(huà)。2017年,這支團隊在《新英格蘭醫學(xué)雜志》上公布了他們的研究結果。截至2017年8月,接受治療的所有15名患者,都活過(guò)了20個(gè)月,且不需要永久性的通氣輔助!相比之下,歷史數據中能達到這一里程碑的患者比例僅為8%。在接受高劑量基因療法的12名兒童中,有11名能“無(wú)協(xié)助”地坐著(zhù),11名能夠通過(guò)嘴巴進(jìn)食,并能夠說(shuō)話(huà)。2名甚至可以獨立行走。這都是在基因療法誕生前,所難以想象的進(jìn)展。
基因療法也帶來(lái)了一些副作用。13名患者出現了56起嚴重的副作用事件,其中有2起是與治療相關(guān)的4級副作用——2名患兒的肝 臟酶水平出現大幅升高。如上文中描述,潑尼松龍(一種類(lèi)固醇)可以緩解這些癥狀。但總體來(lái)看,這項試驗依舊取得了令人滿(mǎn)意的療效和安全性。
蒙代爾賭上自己職業(yè)生涯的奮力一擊,收獲了前所未有的成功。“如果沒(méi)有這么做(指高劑量的基因療法),我們就無(wú)法拯救生命,也無(wú)法讓這些患者行走。“他在一次訪(fǎng)談中說(shuō)到。
2018年4月,諾華宣布將以87億美元收購AveXis,推進(jìn)AVXS-101的研發(fā)。以Zolgensma之名,諾華在2018年12月向美國FDA遞交了這款基因療法的上市申請。今日,我們成功見(jiàn)證了這款重磅療法的獲批,這是基因療法迎來(lái)的另一大里程碑。
后記
今年4月,AveXis公布了其一項3期臨床試驗的中期數據。研究再次表明這一基因療法能夠延長(cháng)1型SMA患兒的無(wú)事件生存期,幫助他們達到個(gè)體發(fā)育的里程碑。而從最早接受基因療法的個(gè)體中取得的樣本也表明,這一基因療法在體內的確能作用于中樞神經(jīng)系統,帶來(lái)SMN蛋白的廣泛表達。AveXis的首席醫學(xué)官指出,這些數據支持Zolgensma用于1型SMA的治療。更可喜的是,就在這個(gè)月,AveXis公司在美國神經(jīng)病學(xué)學(xué)會(huì )上公布的另一項3期臨床試驗結果還說(shuō)明,這款療法不僅能治療1型SMA患兒,還有望造福2型SMA患者!
隨著(zhù)順利獲批上市,Zolgensma也成為了渤?。˙iogen)的Spinraza之后,全球第二款治療SMA的創(chuàng )新療法。今年2月,Spinraza通過(guò)優(yōu)先審評審批,已在中國獲批。渤健的新聞稿中也指出,“這體現了中國政府對于罕見(jiàn)病急需用藥的重視”。這正是新藥研發(fā)人員的初心所在。畢竟只有患者能夠真正用上創(chuàng )新療法,才算完成了新藥研發(fā)的閉環(huán)。
但在全球范圍內,創(chuàng )新療法的可及性依舊是一個(gè)潛在問(wèn)題。本文開(kāi)頭所提到的患者朵拉,就由于英國醫保系統的不同,今年初尚不能使用已于2016年獲批的Spinraza,短期內使用Zolgensma的機會(huì )也不容樂(lè )觀(guān)。這也是她的父母拍攝求助視頻的最初原因。我們也期待Zolgensma等創(chuàng )新療法同樣能夠早日造福中國,乃至全球的SMA患者,讓他們的家庭免于遭受新生命夭折的痛苦。
點(diǎn)擊下圖,觀(guān)眾預登記成功送20元話(huà)費
合作咨詢(xún)
肖女士
021-33392297
Kelly.Xiao@imsinoexpo.com