基因治疗:治愈艾滋病的新希望

发布者:系统管理员发布时间:2011-02-17浏览次数:1131


1.艾滋病简介:

艾滋病自发现至今,已有三十年历史。虽然开展了大量有关HIV感染的基础与临床研究,但无论是感染人数还是死亡人数,都是逐年上升。据WHO公布的数字,迄今因艾滋病死亡的人数,以高达三千万左右。艾滋病作为不治之症,已经成为了人们谈虎色变的疾病,并正越来越严峻地威胁着人类的生存。

2.现有防治手段:

现代医学在与传染病的斗争中,主要手段为疫苗接种和药物治疗。利用疫苗接种,我们取得了对天花和小儿麻痹症的有效控制,并大大减低了多种其它传染病的发生率和死亡率。通过开发有效的抗生素,多种困扰人类的传染性疾病得到了较好的控制。然而,有关HIV疫苗研究,至今尚无成功的报道,而用于抑制HIV的鸡尾酒疗法,由于存在病毒载量停药反弹和耐药现象,仅能起到延缓发病的作用。因此,找寻新的防治HIV感染的途径,显得十分迫切。

3.人类对HIV的天然抵抗力:

对绝大多数病毒感染,不同人群具有不同的易感性。就HIV而言,流行病学观察发现,部分男性同性恋个体和部分女性性工作者在长期接触HIV的情况下仍可以免受HIV的感染。这种人类对HIV的天然抵抗力,取决于个体的基因差异,其中一种参与HIV病毒进入人体细胞的CCR5意义十分重大。CCR5蛋白质是艾滋病毒进入细胞的最主要门户,这种蛋白质在人类存在天然的突变种类。并且这种突变对艾滋病毒感染具有一定抗性。当机体拥有这种突变蛋白质时,感染HIV的机会较低;对已感染者,从感染艾滋病毒到艾滋病发生的时间,要大于没有突变的人群。CCR5的抗HIV效果,表现出剂量依赖性,即纯合子的抗性大于杂合子。 此外,部分与HIV具有长期接触史的个体,可产生分泌性抗CCR5的抗体;这种机体自身产生的特定抗体能保护其免受HIV的感染。

4.防治HIV感染的新途径:

鉴于HIV病毒容易突变和疫苗研究的不确定性以及药物疗法的局限性,苏州大学李凯等人在其撰写的《人类疾病的基因治疗》章节中曾强调了CCR5作为治疗艾滋病的潜在价值;并于2005226日率先提出了利用异体骨髓移植与自体造血干细胞基因改造以达到引入突变CCR5抑制艾滋病毒的基因治疗新方法。 这一新疗法的对象是人体自身的细胞成分,而不是高度易变的HIV病毒,从而保证这一新疗法的长期有效性,这一点对慢性感染性疾病意义尤其重大。

有关这一新疗法的具体描述如下:“就艾滋病患者而言,在治疗上,可将其视为再生障碍性贫血或白血病患者看待,通过移植对HIV具有一定抗性的CCR5-D32基因型骨髓,达到重建其免疫力的目的。上述异体骨髓移植存在两大弱点,即器官移植的排斥反应和CCR5-D32基因型骨髓来源的匮乏。因此,就HIV感染者而言,通过对其自身造血干细胞进行CCR5体外致突变,可在更大范围内受益于HIV患者

5.来自德国的临床研究结果:

在李凯等人有关艾滋病基因治疗新方案提出两年之后,德国学者为一例感染HIV的白血病患者实施了CCR5-D32基因型骨髓的移植。值得HIV感染者和艾滋病患者抱有希望的是,这一迄今报道的唯一临床研究个例,其效果远远高于预期,达到了HIV感染临床治愈的标准。有关该病人HIV检测转阴的消息,已先后在《新英格兰医学杂志》和《血液》等医学期刊和众多新闻媒体报道。

6.基因治疗在HIV感染防治中的价值:

尽管上述新疗法的确切价值仍有待更长时间和更多病例的验证,但毫无疑问,通过改变CCR5基因型防治HIV感染,是一个值得投入更多研究的闪耀着希望之光的前进方向。2011126日,李凯教授在《血液》杂志的e-letter中指出德国学者的临床研究部分证实了CCR5-D32异体基因型骨髓移植在HIV感染治疗中的里程碑意义,但更值得我们重视的应当是自体造血干细胞CCR5体外突变用于HIV感染的治疗,这一点还有待实验证实。

自体造血干细胞体外突变具有诸多优点,如(1)不存在配型困难,(2)没有排斥反应,(3)和可以对多于一种基因进行基因改造等,(4)尤为重要的是,自体造血干细胞体外改造之后,还可先进行HIV感染抗性检测,然后再进行移植,提高对HIV感染的治疗效果。因此,无论从经济效益还是从社会效益上评估,都可认为后者是现代医学领域一块有待开垦的处女地,同时也将可能成为我国为人类医学有所贡献的制高点。

参考阅读材料

1. 李凯,张佳:人类疾病的基因治疗,1999年,《生化药理学》,周宏主编,黑龙江科技出版社。

2. 陈琳玲,张佳,廖端芳,高汉林,李凯:CCR5与艾滋病的防治. 2005;33:p166, p170.

3. Zhang J(张佳), Wu YO, Xiao L, Li K(李凯), et al. Therapeutic Potential of RNA Interference Against Cellular Targets of HIV Infection. Mol Biotechnol. 2007,37(3):225-236.

4. Xiao L(肖莉), Zhang J(张佳), Yin YF, Chen CL, Chang A, Li K(李凯), Sirois P. Molecular diagnosis of HIV and relevant novel technologies in mutation analysis. Biotechnology Advances. 2008,26(5): 389-97.

5. Allers K, Hütter G, Hofmann J, et al. Evidence for the cure of HIV infection by CCR5{Delta}32/{Delta}32 stem cell transplantation. Blood. 2010 Dec 8. [Epub ahead of print]

6. Li K(李凯), Zhang J(张佳), Xiao L(肖莉), Pierre Sirois, Gene therapy: Hope for HIV infection cure. 基因治疗:治愈HIV感染的新希望. Blood e-letter, 2011, 01,26.

相关问题及解释:

1、新疗法能否治愈所有HIV感染者?

理论上,如果能够发现包括CCR5及其他有效的抗HIV的基因组合,大多数感染者都有望治愈。但是,若仅仅使用CCR5单一基因,能够得到治愈的感染者数量和具体比例这还有待更多临床病例的验证。

2、新疗法的实施条件有何特殊要求?

这需要分别对待。这里有一点需要指出,不能因为世界上第一例治愈的HIV感染者发生在德国,我们就认为只有德国这样的高水平的医疗环境才能做到这一点。事实上,就异体造型肝细胞移植而言,世界范围内能开展这一新疗法的团队数以千计,任何具有开展骨髓移植的医疗单位,都具有能开展这一新疗法的实力。其他国家没有开展相似的临床研究,要么是没有涉足个体化医学尤其是传染病的基因治疗,要么是没有特殊的适宜该疗法的病例。尽管我们早在6年前便提出了切实可行的治疗HIV感染的基因治疗新方案,但这一新方案获得广泛的理解和接受,可能需要一定的时间。

就自体造血干细胞体外改造的自身移植而言,除上述条件外,还需要具有肝细胞实验室。我们相信,后者很快将会通过商业化的第三方服务而加快这一新疗法的普及。

3、新疗法对其他疾病是否具有借鉴意义?

从仅仅是针对病毒本身来治疗病毒感染,到逐渐关注人体细胞成分作为抗病毒的靶点,是最近二十年研究的热点。我们提出利用特定基因型造血干细胞移植治疗HIV感染,是基于基因治疗,骨髓移植,HIV感染的分子生物学的最新进展。一些其它病毒性疾病的防治,可以采取与这一新疗法类似的方法。

4、除肝细胞移植外,是否有其他方法可以针对我们自身的细胞成分以达到抑制HIV的效果?

目前研究比较热门的技术包括核糖核酸干扰,反义核苷酸,核酸酶,胞内抗体等。有实验表明这些技术均能在一定程度上起到抑制HIV的作用,但其效果难以与造血干细胞移植相比;一般来说,这些技术可能达不到治愈HIV感染的目的。

5CCR5是否是唯一的可以抑制HIV感染的细胞成分?

CCR5只是众多可抑制HIV繁殖的细胞因子中的一种,当然在目前看来也许是相对较强的一种。在上面罗列的参考阅读材料的第三份材料上,详细介绍了不同的细胞因子在抑制HIV中的可能机制。

6、除基因治疗新疗法之外,苏州大学在HIV防治上还有那些进展?

我们在HIV检测方面,研发了基于高保真聚合酶与连接酶偶联的多酶体系,这一高敏感的检测技术有望研发可检测到每毫升5-10拷贝病毒颗粒的新的试剂盒。这一技术的详细内容在2008年发表在SCI一区杂志《生物技术进展》上。

7.、苏州大学是否可以开展进一步的工作?

在硬体环境方面,苏州大学完全具备开展进一步研究的条件。我们目前正在申报相关科研课题和组建相关科研团队。当然,我们也希望与国内外有兴趣的单位开展合作研究。

(药学院)