《医麦客：2023-2024基因治疗药物行业发展白皮书（83页）.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《医麦客：2023-2024基因治疗药物行业发展白皮书（83页）.pdf（83页珍藏版）》请在本站上搜索。 1、02前言基因疗法是继小分子、大分子靶向疗法之后的新一代精准疗法，为肿瘤、罕见病、慢病及其他难治性疾病提供了新的治疗理念和手段，具备了一般药物可能无法企及的长期性、治愈性疗效。（备注：本文所描述的基因疗法不含 CAR-T 等免疫细胞疗法、溶瘤病毒疗法、小核酸药物。）基因疗法通过修饰、操作或删除基因从而改变基因组的变化，有望解决传统小分子、抗体药成药性差或无法根治疾病的问题。在过去的十年间，基因疗法在癌症、遗传性疾病以及传染性疾病等多个领域的临床治疗中取得了突破性的进展。目前，针对传统方法无法治疗、预防或治愈的疾病，基因疗法让广大患者看到了“治愈”的希望。基因疗法旨在解决疾病的根本原因，如我们基因2、的变化。它利用遗传物质来治疗或预防疾病。被递送进入细胞的基因物质，如 DNA 或 RNA，包含指导细胞如何合成特定蛋白质或蛋白质组的指令。对于某些疾病而言，这可能导致细胞内蛋白质的产生出现过量、不足或功能异常，从而影响细胞的正常功能。基因疗法优势显著，可以克服传统药物调控蛋白质水平的局限，已成为破解疑难疾病的重要手段，在遗传、非遗传疾病领域的应用价值日益凸显，2023 年美国 FDA 批准了 5 款基因疗法（含基因编辑疗法）上市，分别用于治疗镰刀型细胞贫血病、血友病 A、杜氏肌营养不良和营养不良性大疱性表皮松解症。随着 CRISPR、单碱基编辑（BE）、先导编辑（PE）等基因编辑技术，以及 A3、AV 载体、脂质纳米颗粒（LNP）、病毒样颗粒（VLP）等递送技术快03速发展，基因疗法研发加速，并受到资本市场的持续关注。国内多家基因药物开发公司加码基因疗法赛道，在研管线覆盖罕见病、眼科、中枢神经系统等疾病领域，基因疗法迎来快速发展阶段。04目录前言.02第一章.基因疗法的原理和优势.061.1 基因增补疗法.071.2 基因编辑疗法.151.3 体内基因疗法.251.4 体外基因疗法.26第二章.基因疗法国内外发展现状.272.1 基因疗法发展历程.272.2 基因疗法应用方向.282.3 全球获批上市的基因疗法.302.4 国内发展现状.40第三章.基因疗法的机遇与挑战.503.1 安4、全性挑战.513.2 临床应用挑战.593.3 序列设计挑战.603.4 商业化挑战.613.5 社会伦理挑战.6205第四章.基因疗法的技术发展趋势.624.1 非病毒载体基因治疗技术新趋势.644.2.AAV 衣壳修饰改造.674.3 基因编辑疗法治疗常见病的未来.714.4.AI 助力基因疗法.72第五章.基因疗法监管政策.745.1 国外基因疗法政策.745.2 国内基因疗法政策.75第六章.总结.8206第一章 基因疗法的原理和优势基因疗法是一种通过将正常或有治疗作用的外源基因导入靶细胞，置换或纠正患者的致病基因的方法。使用介导载体将目的基因导入靶细胞，这些基因可以整合到细胞染色体中5、，或者位于染色体外但仍能在细胞中转录和翻译。这种治疗方法能够改变细胞原有的基因表达，从而达到治疗疾病的目的。其核心在于精准打击疾病根源异常 DNA，实现“一次治疗，长期有效”无需面临传统药物在蛋白质层面“不可成药”靶点的困境。柳叶刀发表的一篇综述（PMID:37699417）指出，基因疗法整体上可以分为基因增补疗法和基因编辑疗法两类。基因疗法分类：A 为基因增补疗法，B 为基因编辑疗法基因增补疗法主要用于治疗由单一基因缺陷引起的遗传性疾病（如囊性纤维化、血友病和某些遗传性视网膜病变），通过向患者体内输送正常副本的基因，以补充缺失或不正常的基因，从而恢复其正常功能。基因编辑疗法通过编辑技术（如 6、CRISPR/Cas9）直接在患者的 DNA 层面上修改或修复缺陷基因，这种方法不是添加新基因，而是更改现有的基因序列。该疗法在不同医疗场景中具备着广泛的应用前景。07表 1 基因增补和基因编辑区别1.1 基因增补疗法基因增补：又称基因修饰（gene augmentation），利用递送载体，将外源基因导入病变细胞或其它细胞，外源基因的表达产物能修饰缺陷细胞的功能或使原有的某些功能得以加强。或是与相应的基因结合，影响原有基因的功能。基因增补是目前已上市和临床在研阶段的基因疗法最主要的作用原理之一。在这种治疗方法中，缺陷基因仍然存在于细胞内。基因治疗的实施是一项相当复杂的挑战，载体的选择尤为重要7、，载体主要有两个重要功能：一个是保护壳内的“脆弱货物”，二个是其表面配体与特定细胞相互作用。根据技术方式的不同，FDA 又将基因治疗产品分为质粒 DNA 基因治疗产品、病毒载体基因治疗产品、细菌载体基因治疗产品、基因编辑治疗产品和细胞基因治疗产品 5 类，其中细胞基因治疗产品一般指的细胞疗法不在本文探讨范围，本文不做探讨，细菌载体基因治疗产品目前处于临床早期研发阶段，在本文第一章也不做更多介绍。此外，质粒 DNA、病毒载体多应用于基因增补疗法，其中质粒 DNA 属于一种非病毒载体。病毒载体有腺相关病毒(AAV)、腺病毒（Ad）、慢病毒（LV）和逆转录病毒（RV）。下面将简要介绍这些基因治疗载体8、。1.1.1 AAV 载体腺相关病毒(adeno-associatedvirus，AAV)是一种直径约 20-26nm，只包含一条 4.7kb 左右的线状单链 DNA 基因和蛋白质衣壳的无包膜病毒，最早在恒河猴肾细胞的培养物中首次发现。08 AAV 基因组结构AAV 是目前发现的一类结构最简单的单链 DNA 缺陷型病毒，所以无自主复制能力，需要与辅助病毒(腺病毒或疱疹病毒)进行共感染以便复制。目前的科学界共识是 AAV 不会导致任何人类疾病，大多数成年人都感染过 AAV 病毒，但尚未发现该病毒是任何疾病的致病因素。AAV 基因组中唯一被保留的部分是包装信号的反式 DNA 序列（即 ITR），它9、起到指导基因组的复制和病毒载体组装的作用。将编码病毒蛋白的部分完全删除的优点是：一方面可以最大化重组 AAV 携带转基因的容量，另一方面减小体内递送转基因时产生的免疫原性和细胞毒性。AAV具有良好的生物学特性、遗传稳定性、低免疫原性、高基因转导效率和大规模易用性。已经有几款使用 AAV 载体的药物相继获批。2012 年获欧盟批准上市的 Glybera 是第一款获批的 AAV 药物；随后在 2017 年，美国 FDA 批准了 Spark Therapeutics 的 Luxturna 上市；2019 年美国 FDA 又批准了诺华旗下 AveXis 的 Zolgensma 上市。09AAV 有 110、3 种常见的血清型 AAV113，还存在 AAV-DJ、AAV-DJ/8 等血清型，不同的血清型对组织或器官有着不同的亲和性，其中 AAV2、AAV3、AAV9 源自人类本身，是迄今研究最为彻底、应用最为广泛的腺相关病毒载体。在小鼠肝脏转导效率影响的实验中，发现效率最高的是 AAV8 血清型载体；AAV9 型病毒载体能够有效转染中枢神经；在视网膜的转染实验中，AAV5 血清型载体转染效率优于 AAV2 血清型载体；在对肌肉组织进行基因治疗时，AAV1 和 AAV7 型血清型载体要优于 AAV2、AAV3、AAV4、AAV5 血清型载体。表 2 不同血清型 AAV 的受体及靶向目标基因治疗中所用11、的是不需要辅助病毒的重组腺相关病毒（Recombinant AAV，rAAV），其是在设计AAV载体基因组时，将编码区基因序列（Rep或Cap）替换为目的基因（transgene）和相关功能片段，仅保留两端反向末端重复序列，在质粒中表达包装病毒，然后直接使用 rAAV 感染细胞。病毒编码序列的完全去除一方面可以最大化重组 AAV 携带转基因的容量，另一方面可减小在体内递送时的免疫原性和细胞毒性。这也就是我们所说的 AAV 载体。rAAV 与 AAV 的区别在于内部基因不同，外壳相同。由于 AAV 根据不同的衣壳蛋白有不10同的血清型，所以 rAAV 作为基因治疗的递送载体也有不同血清型。目前文12、献中使用最多的 rAAV 血清型包括 2、5、8、9。目前大多数基因治疗用 rAAV 以 AAV2 基因组为骨架，基因组全长为 4679bp，两端为145bp 的反向末端重复序列（inverted terminal repeat,ITR）,ITR 序列之间为 AAV 病毒的编码区，含有两个开放阅读框（ORF），左侧 ORF 编码 4 种序列相互重叠的基因，分别编码 Rep78、Rep68、Rep52、Rep40 等四种参与病毒基因复制的蛋白，右侧 ORF 编码 3 种Cap蛋白，分别是VP1、VP2、VP3三种组成病毒衣壳的蛋白，嵌入部分编码1种AAP蛋白。AAV 重组示意图重组 AAV 颗粒13、通过与宿主细胞表面表达的糖化受体相结合，通过网格蛋白(clathrin)介导的内吞作用进入细胞。在内吞形成的内体(endosome)酸化之后，病毒衣壳的 VP1/VP2 部分构象发生变化，导致病毒从内体中脱离，并且通过核孔进入细胞核。进入细胞核后，单链 DNA 从衣壳中释放出来。这时单链 DNA 还不能进行转录，它们需要变成双链 DNA。单链 DNA 可以利用宿主细胞的 DNA 聚合酶来合成互补链，或者两条从不同 AAV 颗粒中释放的互补链退火(annealing)形成双链 DNA。双链形式的 AAV 基因组然后利用 ITRs 进行分子内或分子间基因组重组，这一过程让AAV 基因组成为稳定的游14、离 DNA(episomal DNA)，导致基因组能够在不再进行有丝分裂的细胞中持续进行基因表达。11 重组 AAV 载体介导转基因表达rAAV 转导细胞主要有识别细胞表面受体、内吞、逃离内体、入核、脱衣壳、双链转化、转录和翻译几个过程。如下图所示，具体每一步为：1）rAAV 被靶细胞表面糖基化修饰的受体识别；2）通过网格蛋白介导的内吞作用进入细胞，包裹于早期内体中；3）rAAV 在细胞骨架蛋白网络的帮助下由细胞胞浆向细胞核运输；4）在内体的酸性环境下，rAAV 的衣壳蛋白构象发生变化，暴露出 VP1 和 VP2 的 N 末端，rAAV 病毒粒子从晚期内体中释放出来；5）逃离内体后的 rAAV15、 或者由蛋白酶体进行蛋白降解，或者进入细胞核；6）rAAV 病毒粒子一旦进入细胞核，就会脱壳并释放其单链基因组，并复制形成双链DNA(dsDNA)模板；7）在双链 DNA 模板上进行转基因的转录和翻译为治疗性蛋白质。121.1.2 Ad 载体腺病毒（Ad）是一种无包膜的双链 DNA 病毒，其直径为 70 至 90 nm，可容纳 26-45 kb 的线性双链 DNA 基因组。到目前为止，人们已经开发了三代腺病毒载体。第一代腺病毒载体是通过用长度可达 4.5 kb 的转基因盒取代 E1A/E1B 区域而设计的。在第二代腺病毒载体中，通过额外删除 E2/E4 位点进一步增强了基因转导能力，但由于在生16、产细胞中的复制能力下降，总体产量仍然很低。第三代腺病毒载体，除 ITR 和包装信号外，其所有病毒序列均被剔除。与第一代和第二代腺病毒载体相比，这些病毒载体的免疫毒性大大降低，但仍保持了较高的转导率和嗜性。腺病毒结构示意图如上所述，腺病毒载体的优势在于其载体容量大，另外，其制备及纯化过程相对简单，且能感染分裂和非分裂细胞，转导基因的效率高，从而让目标细胞获得目的基因的高效表达。研究表明，腺病毒载体是适用于各种细胞和组织类型的有效的基因递送系统。这是因为人类大多数细胞的细胞膜表达有两个必要的受体，即负责腺病毒与细胞粘附接触的柯萨奇腺病毒受体(CAR)和负责将腺病毒内化的整合素型受体。腺病毒载体在基17、因治疗临床应用方向上，可被改造为复制缺陷型腺病毒载体或选择性复制的溶瘤腺病毒。目前，有几款基于腺病毒载体的基因治疗药物获批上市，例如基于非复制型腺病毒载体用于治疗卡介苗（BCG）无响应的高风险非肌层浸润性膀胱癌（NMIBC）的 Adstiladrin。目前，腺病毒作为溶瘤病毒载体在癌症治疗方面研究与应用较多，但由于腺病毒载体不能将目的基因整合进宿主基因组，且又不能像重组 AAV 病毒载体基因组那样以附加体的形式存在，因此，非复制型腺病毒载体搭载的目的基因在目标细胞内只能获得短暂的瞬时表达，因此，在大部分单基因遗传病基因治疗方面应用较少。此外，腺病毒载体的免疫原性较强，导致其在临床使用时剂量受限18、。131.1.3 LV 载体LV 是基因治疗中广泛使用的基因递送载体，可在高度分化的转导细胞中稳定整合并长期表达。LV 是由单链 RNA 组成的球形结构，封装体积约为 8kb。LV 可以将外源片段随机插入细胞基因组，因此可以在体内长期表达目的基因，同时 LV 载体具有表达时间长、安全性高等优点，是重要的基因操作工具。LV基因组进入细胞后，在细胞浆中反转录为DNA，形成DNA整合前复合体，进入细胞核后，DNA 整合到细胞基因组中。整合后的 DNA 转录成 mRNA，回到细胞浆中，表达目的蛋白或产生小 RNA。LV 介导的基因表达或小 RNA 干扰作用持续且稳定，并随细胞基因组的分裂而分裂。LV 19、作为 CGT 递送载体的作用机制LV 主要用于体外基因疗法，使用基因修饰的造血干/祖细胞治疗各种遗传疾病。目前有一百多项使用 LV 的基因治疗试验正在进行中，几种基于 LV 的基因治疗药物（如Skysona、Zynteglo、Libmeldy 等）已获得上市批准。整体上来说，慢病毒感染体系完整保留了原本逆转录病毒高表达效率和长表达时间的优点，并且在感染能力上有了巨大的提升。但是这并不代表着慢病毒体系的绝对安全。慢病毒在继承逆转录病毒优点的同时，也继承了其随机插入的不稳定性，存在潜在的致瘤性。此外，慢病毒载体的组织器官靶向性差，因此，目前慢病毒很少用于体内基因疗法。LV可通过基因组整合实现长期表20、达和低免疫原性，这对于临床研究和应用非常重要。因此，14LV 已成为基因治疗中一个很有前景的选择。尽管存在插入突变、低滴度、高成本等诸多挑战，但 LV 治疗在白血病、血友病、帕金森病等多种疾病上已取得突破性进展。未来，在提高其治疗用途的安全性和转导效率之后，新一代的 LV 应该有望成为人类基因治疗的医疗产品。1.1.4 RV 载体逆转录病毒（RV）是第一个在体内基因治疗的临床试验中被研究的病毒载体。逆转录病毒是一种有包膜的球形病毒，以 RNA 的形式携带其遗传物质。逆转录病毒载体可以将其遗传物质(单链 RNA)反向转录成双链 DNA，并整合到宿主细胞的基因组中。用于基因治疗的逆转录病毒载体的主21、要优点是它们可以携带一个大的目的基因(9-12kb)，并由于它们整合到宿主基因组中而导致基因的长期表达。然而，几个主要缺点限制了它们的应用。首先，逆转录病毒载体需要细胞分裂才能将其 DNA 整合到宿主基因组中，因此它们只能转导分裂中的细胞。此外，逆转录病毒载体有将其 DNA 随机插入宿主染色体并导致插入突变的风险。为了降低插入突变的风险，已开发出具有长末端重复序列启动子或增强子缺失的自失活载体。由于这些局限性，逆转录病毒载体目前不再经常用于临床研究。如 Strimvelis 最早在 2016 年获欧盟批准，用于 ADA-SCID 的治疗，Strimvelis 的销售也因安全性问题被暂停。Str22、imvelis 可能导致了一名患者的白血病。Rexin-G 是一种基于逆转录病毒的癌症病毒基因疗法，携带细胞杀伤性细胞周期蛋白 G1基因，于 2007 年在菲律宾获得批准用于治疗实体瘤。Rexin-G 是一种肿瘤靶向病毒基因疗法，其肿瘤靶向能力归因于病毒载体上展示的一种冷冻 SIG 结合肽，该肽可以选择性地与肿瘤中的异常信号(SIG)蛋白结合。Rexin-G 的作用机制主要是基于肿瘤细胞中细胞周期蛋白 G1 的表达，使细胞周期停滞在 G1 期，从而引发细胞死亡和凋亡。继 Rexin-G 在菲律宾获得批准后，Rexin-G 已在美国进行了几项一期或二期试验，用于治疗各种癌症，包括胰腺癌、肉瘤、乳23、腺癌和骨肉瘤。FDA 于 2008 年批准 Rexin-G 为治疗骨肉瘤和软组织肉瘤的孤儿药物，并于 2009 年批准其为胰腺癌的快速通道药物。1.1.5 非病毒载体尽管病毒载体通过细胞转导有效地传递基因治疗药物，但它们的高免疫原性和高突变风险等安全问题也限制了它们的临床转化，非病毒载体的巧妙设计弥补了基因治疗药物的缺陷。非病毒递送载体可以根据材料的来源分为合成纳米载体和内源性纳米载体。非病毒载体可以一定程度上避免病毒载体的限制，它具有以下优势：15 使用非病毒载体更容易实现大规模生产和化学表征，能够大规模提高生产的可重复性；非病毒载体具有更高的载量，更大的转基因能力；使用非病毒载体毒性低，免24、疫原性反应小，安全性更高。非病毒载体主要有裸露的 DNA、质粒、脂质体纳米粒（LNPs）、微球粒，以及内源性的物质如外泌体、红细胞及囊泡、血小板。该类载体具有低免疫原性、可以多次给药等优点，但目前工程化、量产化的 CMC、纯化等工艺问题还存在不少瓶颈。LNP 是由磷脂生物分子定向形成的，可以包裹脂溶性和水溶性药物，通过与细胞膜融合将遗传药物输送到体内。LNP 具有药物靶向性和良好的生物相容性、降低药物毒性、克服耐药性、促进内体逃逸等优点.因此，LNPs 已广泛应用于基因治疗药物的递送，其中Lipofectamine、TurboFect 和 Stemfect 已实现商业化。由带正电荷的两性化合物25、和中性脂质形成的阳离子脂质体是传递基因治疗药物的主要力量。阳离子脂质体携带的正电荷可以与靶基因上的负电荷相互作用形成稳定的复合物并且增加循环时间从而提高转染效率。为了提高基因治疗药物的递送效率，大量经过巧妙设计的脂质体非病毒载体开始出现，包括外泌体-脂质体杂化纳米颗粒、DOTAP 脂质体，透明质酸修饰的阳离子 niosomes。外泌体是细胞分泌的一种纳米级（40-100nm）的囊泡，在细胞间物质运输和信号通讯中发挥着重要作用。外泌体具有与细胞膜相似、体积小、带负电、避免吞噬作用、产生免疫逃逸、延长循环时间、穿透深层组织等优点。由于不同细胞来源的外泌体的潜在生物学功能差异较大，因此外泌体的来源存26、在争议，存在促进肿瘤生长和免疫抑制的风险。Gyorgy 等人构建了外泌体 AAV 通过将外泌体与腺相关病毒偶联来进行载体。引人注目的是，exo-AAV9 转导了几乎 95%的内毛细胞(IHC)和外毛细胞(OHC)。常规 AAV1-GFP 载体转导约 20%的 IHC 和 OHC，而 exo-AAV1-GFP 转导高达 65%的 IHC 和 50%的 OHC，表明exo-AAV1-GFP 比常规 AAV1-GFP 更有效，并且它可能是一种重要的耳聋转基因载体。外泌体用作封装基因药物的膜，具有高封装效率。目前市场上有 2 种非病毒载体的基因疗法产品。Neovasculogen 是第一个非病毒基因治27、疗产品，由人类干细胞研究所（俄罗斯）开发。它由编码血管内皮生长因子（VEGF-165）的质粒作为载体。第二个产品是 Collategene，一种编码 AnGes（日本）开发的人肝细胞生长因子（HGF）基因的质粒 DNA。1.2 基因编辑疗法基因编辑：又称基因置换（gene replacement）/基因修复（gene correction）：用正常的基因原位替换病变细胞内的致病基因，或定点导入外源正常基因替代缺陷基因（点特异性修复），使细胞内的 DNA 完全恢复正常状态。这种治疗方法在设计上最为理想，但技术上16仍未突破，操作难度也极大，且用于生殖细胞时伦理争议极大。目前单碱基编辑技术（Bas28、e Editing）是该领域的宠儿，但还有一段很长的路要走。自 20 世纪 70 年代重组 DNA 技术发展以来，有关位点特异性核酸酶的基础理论研究取得了突破性进展，使精准基因编辑技术快速普遍应用于各个领域。较早被广泛应用于基因工程技术中的两种基因编辑技术是锌指核酸酶（ZFN）和转录激活因子样效应物核酸酶（TALENs）。但这两种核酸酶存在结构复杂、不易操作、耗时长、易脱靶等诸多局限，限制了其发展。基因编辑技术发展历程而 CRISPR/Cas 是继 ZFN、TALENs 之后的第三代编辑技术，自 2012 年科学家们利用位点特异性人工核酸内切酶 Cas9 系统在原核、真核生物的基因组编辑中取得29、成功而正式走进科研人员的视野。CRISPR/Cas9 作为一种全新的技术具有在基因组中定点编辑的能力，具有精准、高效、制备简单等优势而被广泛发展和应用。CRISPR 基因编辑系统发展历程17对于基因编辑机制来说，其核心来源于三个要素，即人体的 DNA 修复机制、基因编辑工具的设计以及递送载体材料。以上三个要素的合理设计是基因编辑成功的关键。1.2.1 DNA 修复机制基因编辑过程是通过在预定的目标序列上引入 DNA 双链断裂（DSB）来启动的。随后，细胞 DNA 修复机制会感知 DSB，并通过特定的修复机制达成基因编辑治疗的目标。DNA修复机制具体可分为两大类，即非同源末端连接（NHEJ）和同30、源定向修复（HDR）。NHEJ 和 HDR 修复示意图NHEJ 是指在没有供体模板的情况下 DNA 双链断裂的末端会通过细胞自我修复机制重新连接在一起。但这个过程中会导致一些额外的碱基插入到连接处，称为引入插入（insertion）；或者导致一些碱基的缺失，成为引入缺失（deletion）。二者统称为“Indel”，最终导致基因的序列发生改变，进而可能会影响蛋白质编码区的氨基酸序列。因此，NHEJ 是一种快速但不精确的修复方式，其通常用于由特定基因异常活动或异常表达引起的疾病（例如癌症、传染病等）。具体来说，通过对该基因引入额外片段或删除部分片段从而导致基因的失活或“敲除”。HDR 是指 DN31、A 断裂修复过程中借助供体 DNA 修复模板（同源 DNA 序列），所需序列的修复模板可以单链寡脱氧核苷酸（ssODN）或双链 DNA（dsDNA）的形式提供。断裂的 DNA 链与同源 DNA 序列进行配对，形成一个 DNA 复合体。在复合体中，供体片段与断裂的 DNA 序列进行互补配对。最终，细胞利用复合体中的供体片段作为模板，导向性地合成新的 DNA 链，替换断裂的片段。与 NHEJ 相比，其是一种相对更精确的修复。通常用于将突变的基因修复为正常的基因，以逆转由于基因突变而导致的疾病类型。1.2.2 四种基因编辑技术DNA 能够进行修复的前提是需要进行 DNA 链的断裂，而这需要人工设计用32、来断链18DNA 双链的工程内切酶和单链向导 RNA（sgRNA）。对于 sgRNA 的设计是根据碱基互补配对原则，设计出与需要编辑 DNA 序列相匹配的序列，从而为工程酶提供指引工作。整体上，sgRNA 的设计较为简洁明了。而对于工程内切酶来说，由于包含了很多复杂的类型和作用机制，因此，整个系统较为复杂。科研人员探索了许多类型的工程内切酶，目前主要有四种主要的工程酶类型引起较多关注。分别是归巢核酸内切酶/大范围核酸酶(MegN)、锌指核酸酶(ZFNs)、转录激活子样效应核酸酶(TALENs)和 CRISPR/Cas 系统：大范围核酸酶(MegN)是天然存在的内切脱氧核糖核酸酶，存在于所有形式33、的微生物以及真核线粒体和叶绿体中。锌指核酸酶是人工设计的限制性内切酶，用于定制位点特异性基因组编辑。锌指本身是转录因子，每个锌指识别 3-4 个碱基。锌指核酸酶是杂合异二聚体蛋白，其中每个亚基包含一个由多个锌指组成的结构域和一个 Fok1 核酸内切酶结构域，二者共同诱导DSB 形成。TALEN 与 ZFN 相似，它是一种人工嵌合蛋白，是通过将非特异性 FokI 限制性核酸内切酶结构域与识别任意碱基序列的 DNA 结合结构域融合而产生的工具酶。II 型 CRISPR-Cas 系统的应用最为广泛，该系统仅包含作为核酸酶的 Cas9 蛋白，Cas9蛋白由 CRISPR RNA（crRNA）和反式激活34、 crRNA（tracrRNA）组成的双 RNA 分子靶向引导至其 DNA 靶序列。sgRNA 引导的 Cas9 蛋白在靶序列定位后，由 Cas9 蛋白的两个核酸酶结构域引入 DSB，分别裂解两条 DNA 链中的一条。四种基因编辑工程酶示意图四种工程酶对比来看，TALEN 具有相对更好的靶向特异性和低脱靶效应，但递送难度相对较难。而 CRISPR/Cas 最为突出的方面是设计难度低，且具有成本效益。与 MegNs、ZFN 和 TALEN 不同，CRISPR/Cas 系统的 DNA 识别是基于 RNA-DNA 互动，而并非基于19人工蛋白质的序列识别，这种特点带来了多个优势，例如任何基因组靶标的35、轻松设计、脱靶位点的轻松预测以及同时修改多个基因组位点的可能性。同时也使得 DNA 识别部分的设计速度更快、更具成本效益。信息来源：翎杉资本基因编辑技术是指用可编辑的核酸酶识别基因组特定位点并介导 DNA 双链断裂（double-strand breaks,DBS），随后诱发内源性 DNA 修复机制，从而实现对 DNA 序列的定点修饰的技术，包括靶向敲除或插入基因。目前，基因编辑的相关技术主要包括以下 3 个细分技术：ZFN 技术、TALEN 技术、CRISPR/Cas9 技术及其衍生技术。Zinc finger nucleases（ZFNs，锌指核酸酶）技术是第一代 DNA 核酸酶编辑 技术36、，由天然 DNA 转录因子衍生而来，其功能实现基于特异性识别 DNA 的锌指蛋白（ZFP）和 Fok I 内切酶的核酸酶结构域组成。每个锌指蛋白可识别 3 个碱基序列，研究者可通过锌指蛋白的排列组合进行不同靶向指定编辑。通常使用的锌指蛋白筛选手段是噬菌体展示，以达到高通量筛选目的。从 2001 年开始，ZFNs 开始被陆续用于不同物种的基因编辑。但由于技术研发成本较高、专利垄断严重，造成技术平台发展缓慢，直接导致应用和普及的滞后。特别是在第二、三代基因编辑技术被开发出来之后，锌指蛋白的研究和临床使用频率大为减少。20 ZFNs 基因编辑技术Transcription activator lik37、e effector nucleases（TALENs，类转 录激活因子效应核酸酶）是与 ZFNs 结构类似但更加灵活和高效的第二代靶向编辑技术，核心蛋白由 AvrBs3 蛋白衍生而来。与 ZFNs 不同的是，该技术使用两个氨基酸组合来识别单个碱基序列，从而大大减少了 ZFNs 容易脱靶的问题。得益于其低脱靶率，TALENs 技术常被细胞治疗平台用于体外细胞碱基的编辑，特别是在嵌合抗原受体 T 细胞治疗平台开发中。然而依旧高昂的研发费用限制了该技术的大规模应用。TALENs 基因编辑技术CRISPR/Cas 技术基于原核生物抵御外来病毒及质粒 DNA 的一种适应性免疫系统开发的第三代基因编辑技38、术。通过人工设计的 sgRNA（guide RNA）识别目的基因组序列，引导21Cas 蛋白酶有效切割 DNA 双链，最终达到对基因组 DNA 进行修饰的目的。其中 Cas9 蛋白和 Cpf1 蛋白是最常用的蛋白酶。作为当今最广泛使用的基因编辑技术，CRISPR/Cas 平台较 ZFNs 和 TALENs 具有低价格、高灵活性、多靶向等优势，促使从科研到临床的快速转化。目前，CRISPR/Cas 技术广泛应用于体外分子诊断、基因标记、单碱基编辑等领域。2023 年 11 月，全球首款 CRISPR 基因编辑造血干细胞药物 Casgevy 在英国获批有条件上市许可，适应症为镰刀型细胞贫血病伴复发39、性血管闭塞危象、输血依赖型 地中海贫血。CRISPR/Cas9 基因编辑技术1.2.3 三大递送形式除了基因编辑本身的众多机制研究，如何将所需要的目标序列/编辑系统递送至细胞核内也十分重要。同样，这对于基因增补治疗来说也非常重要。通常，基因增补疗法递送物通常是所需要的 DNA 序列；而对于 CRISPR 基因编辑来说，其可以以编码的质粒DNA（pDNA）、mRNA、或直接作为核糖核蛋白复合体（RNP）三种形式通过病毒（如AAV、LV）或非病毒载体（LNP、VLP 等）递送到细胞中，历经不同的胞内过程，在sgRNA 的导向下，完成靶基因的编辑进而发挥作用。在临床应用中，由于质粒 DNA、mRNA40、 以及 RNP 复合体三者本质不同，并具备不同的胞内过程，因此三者的生产难度、稳定性、起效时间、编辑效率、脱靶效应和安全性等方面也不尽相同。本文将对三种不同形式介导的各类基因编辑手段做简单对比分析。22 CRISPR/Cas 系统的三种应用模式pDNA 介导的 CRISPR 基因编辑pDNA 介导的 CRISPR/基因编辑，即将 Cas9 蛋白和 sgRNA 编码进单个或多个质粒 DNA载体中，该策略由于质粒 DNA 易于构建、操作简单且成本低等优势而成为一种极具吸引力的方法。然而，这方式也存在一些局限性，如编码后 pDNA 的尺寸过大会显著增加 CRISPR/Cas9系统递送和表达的难度；p41、DNA 进入细胞核后的转录过程会降低基因编辑的效率并且还会导致治疗过程的延迟；此外，基于pDNA的表达通常会导致Cas9蛋白长时间存在于细胞中，这可能会导致更高的脱靶效应和强烈的免疫应答等。因此，如选择质粒DNA进行基因编辑，应对其风险进行全面评估。在临床应用中，基因编辑企业 Editas 的体内基因编辑管线 EDIT-101 和 EDIT-103 均是采用pDNA 形式，以 AAV 为载体，将 Cas9 蛋白编码基因和向导 RNA 编码基因递送至体内。EDIT-101、EDIT-103 此前公布的临床疗效均可圈可点，但遗憾的是，在 2023 年 1 月该公司公布的战略调整中，由于疫情、患者群42、体少以及未来商业模式等因素，公司已将这两款基因编辑产品暂停。mRNA 介导的 CRISPR 基因编辑mRNA 介导的 CRISPR 基因编辑是指将 Cas9 mRNA 和 sgRNA 共同递送至靶细胞。该方法23与质粒 DNA 相比，mRNA 在细胞中的转换速度更快，可以较快启动基因编辑；与此同时，由于 mRNA 不需要再进入细胞核转录，因此能够对剂量进行精确控制，同时限制了蛋白质的持久性，有助于降低 CRISPR 系统的脱靶效应。但相较而言，mRNA 的稳定性相对较差，为了实现对 mRNA 高效且精准的递送，在载体的设计方面必须保护 mRNA 免受胞外核酸酶的降解。目前，从临床布局管线来看，43、以 mRNA 形式介导的 CRISPR 基因编辑是目前应用最多的策略，包括 Intellia Therapeutics、Beam Therapeutics 以及本导基因等龙头企业的在研管线均采用了 mRNA 形式进行编辑工具的递送。RNP 介导的 CRISPR 基因编辑对于 CRISPR/Cas 系统来说，最高效的打开方式就是跳过 pDNA 或 mRNA 在细胞内的转录或翻译，而是将 Cas9 蛋白和 sgRNA 直接进行递送，这可以最大程度地降低脱靶效应。目前大部分基于 Cas9 蛋白的递送体系都是以 RNP（核糖核蛋白）的形式进行递送。RNP 复合体由 Cas9 蛋白和 sgRNA 组成，44、该方法具有以下优势：Cas9-gRNA 复合体可递送到多种类型的细胞中，包括难以转染的细胞，如免疫细胞和干细胞，这一优势很大程度上决定了 Cas9-gRNA RNP 的临床治疗潜质；将 RNP 直接递送至细胞，可以解决某些罕见真核启动子导致的蛋白质表达困难，如许多 CRISPR 质粒中发现的 CMV 或 EF1A 启动子，保证较高的基因编辑效率；Cas9 RNPs 转染后很快就能检测到高水平的 Cas9 RNPs，随后通过蛋白质降解途径迅速从细胞中清除，较短的半衰期使其具有限制脱靶效应的可能性。但与此同时，RNP 介导的 CRIPR 基因编辑也面临一定的挑战。首先，Cas 蛋白注入血液后易被蛋45、白酶降解；其次，RNP 分子较大，可能限制其穿透细胞膜。因此，目前 RNP 形式的应用多限于体外，通过电穿孔等物理手段可实现较高效率的入胞入核，但要应用于体内，需要开发合适的递送载体解决以上难题。另一方面，生产过程中需保证 Cas 蛋白的纯度和活性，这是 Cas 蛋白发挥基因剪切作用的必要条件。CRISPR/Vertex 合作开发的 Casgevy (Exa-cel)的成功获批上市及其积极的临床结果均表明基于 RNP 递送方式的 CRISPR 基因编辑技术已受到一定程度的认可并展现出广阔的应用前景。Exa-cel 的制作流程是从患者的骨髓提取造血干细胞，在体外将 Cas9 蛋白与 sgRNA形46、成 RNP 复合物，通过使用 Cas9 蛋白在体外对患者造血干细胞的 BCL11A 增强子位点进行编辑，提高胎儿血红蛋白（HbF）的表达量从而达到治疗目的。24通过对比来看，DNA形式的递送对于治疗多基因病变较为有前景，如果以单基因疾病来看，RNP 形式的递送能够在编辑速度、安全性方面有较大的优势。但无论是 DNA/RNA 形式还是 RNP 形式，都要克服一些进入细胞的障碍：由于基因的磷酸基重复链构成的聚阴离子特性，其表面带有负电荷。同时，细胞膜也呈现负电性。因此，在静电排斥的作用下，基因难以与细胞膜产生有效的相互作用。这导致基因内化和转染至细胞内部的过程变得异常困难。RNP形式则由于更大的分47、子量以及导向RNA的阴离子属性，同样存在入胞困难的问题。信息来源：翎杉资本因此，为了解决入胞障碍，目前产生了三大类解决方案，即病毒载体递送、非病毒载体递送、物理递送。其中病毒载体因其自然进化感染宿主细胞并将其遗传物质传送到细胞核的能力使其成为了基因疗法中最具潜力的递送方式。而非病毒载体递送效率相对较低，因此，在基因疗法中的发展较为缓慢，但其也有较为突出的优势，随着技术地不断改进，未来仍有潜力成为具有商业化价值的递送工具。对于物理递送来说，各类细分技术容易对细胞造成损伤，此外，物理递送对于设备、场所、递送操作均有一定要求，因此并不适合作为一种常规药物治疗的方式，而更多是赋能于细胞疗法的体外编辑操48、作，亦或是实验室科研场所运用。25信息来源：翎杉资本经长期科研和临床实践及探索,基因疗法按治疗途径又可划分为体内基因疗法和体外基因疗法。体外、体内基因疗法过程示例1.3 体内基因疗法体内基因疗法是指将携带治疗性基因的载体工具直接递送到患者体内，以纠正或补偿缺陷和异常基因引起的疾病。载体工具主要分为非病毒载体（如质粒 DNA），病毒载体，细菌载体等，病毒载体在临床应用中最为广泛。病毒载体是通过改造病毒自身片段并借助其高效率侵染机制携带治疗性基因进入特定组织或者全身，以达到治疗疾病的目的，具有高26效，光谱，长期稳定表达，生物相容性高等优点。目前使用最广泛的两种病毒载体是腺相关病毒（AAV）和慢病49、毒（Lentivirus）。体内基因疗法的原理是通过基因工程技术将正常基因导入到患者的细胞中，这些基因可以替代、纠正、失活、缺陷或缺失的基因，从而达到治疗目的。其优势在于操作简单、无需进行细胞培养，直接将基因导入体内即可，避免了体外操作的风险和难度。目前获批的大多数体内基因疗法（如 Elevidys 和 Zolgensma）使用的都是 AAV 载体。AAV载体是一类天生有复制缺陷，免疫原性极低，安全性好，几乎不整合进基因组的病毒，表达稳定持久，且不同血型有不同的组织向性的病毒载体。获批药物如 2019 年经 FDA 批准的 Zolgensma，是一种治疗脊髓性肌肉萎缩症的基于腺相关病毒载体的体50、内基因疗法。体内基因编辑疗法的优势是：适应症更多样化覆盖更多适应症、靶细胞和靶器官，例如解决了神经元体外培养失去功能等问题，适用于一些神经系统遗传疾病；周期与成本更优产品为纳米颗粒或者病毒载体等通用型药物，无须细胞制备流程，成本可控，有望惠及更多患者。体内基因编辑疗法的挑战是：脱靶编辑风险较之体外基因治疗在体外筛选或控制脱靶，将基因编辑系统直接注入体内后，控制脱靶风险难度更高；载体开发问题需开发满足有效性、安全性、可实现靶向性的载体技术。应对策略：1、编辑策略选择：RNA 编辑不会引起基因组序列改变，相对于 DNA 编辑更加安全可控，例如：辉大基因发现了 Cas13X/Y，由于其仅靶向切割单链51、 RNA，不会造成基因组改变，同时可避免 Cas9 专利限制；锐正基因同样布局 RNA 编辑技术。2、编辑系统优化：开发更精准更紧凑的基因编辑酶工具，例如：中科院神经所开发的高保真 Cas13 突变体（hfCas13d），高效降解靶标 RNA，同时显著降低旁系切割活性；刘如谦团队开发的紧凑型腺嘌呤碱基编辑器，使用单 AAV 载体，编辑效率优于双 AAV 载体。3、递送体系调整：探索瞬时性、组织特异性、高效安全的递送方案，例如：本导基因选择的 VLP-mRNA 递送，实现瞬时性通过 VLP 递送 Cas9 mRNA，通过修饰 VLP 的表面蛋白实现靶向性；Intellia Therapeutic52、s、尧唐生物、引正基因选择了免疫原性低、易放大的非病毒载体 LNP。1.4 体外基因疗法体外基因疗法则将病人的靶细胞分离出来，经过体外培养、扩增和基因操作后，再将细胞27输回体内。其原理是通过基因工程技术将正常基因导入到患者的细胞中，这些基因可以在细胞中进行表达，从而改变细胞原有的基因表达情况，达到治疗目的。其优势在于技术难度较小，对于载体的要求较低，安全性较好，但需选择合适的可移植细胞，且面临如何长期保持移植细胞功效等问题。根据载体细胞类型的不同可分为两大类：造血干细胞、T 淋巴细胞等血液细胞和其他类型的细胞。血液细胞：收集分离病人血液中特定类型的细胞后，利用基因改造的方式对细胞错误的基因进53、行修复或使其获得新的功能，再输回病人血液中，实现疾病的治疗。其他类型的细胞：以遗传性大疱性表皮松解症为例，治疗时获取病人小块的皮肤，对皮肤细胞基因改造后，利用细胞自身的增殖能力，体外培养出较大的皮肤组织，再移植到病人身上，实现疾病的治疗。截至 2023 年 12 月底已有 20 款基因疗法产品获批上市，基因疗法迎来快速发展阶段。尤其是近五年来，获批上市的基因疗法数量显著增长。基因疗法相关技术快速发展，AAV载体产品快速涌现，国内多家基因疗法领域公司已布局 CRISPR、单碱基编辑（BE）、先导编辑（PE）等基因编辑技术，已有体内基因编辑疗法进入临床试验，未来有望上市更多成熟、安全、有效的基因疗54、法。第二章 基因疗法国内外发展现状基因疗法是全球突破性技术之一，科学杂志公布的 2020 年十大科学突破中也有基因疗法的身影：通过 CRISPR 技术，首次在临床上成功治疗了两种遗传性血液疾病。基因疗法的研究范围远远超出了传统药物，已成为治疗单基因遗传疾病的重要新方法。也是众多创新药企重点布局的研究方向，对于罕见病的治疗格局有重大影响。2.1 基因疗法发展历程自1963年美国分子生物学家、诺贝尔生理学或医学奖获得者Joshua Lederberg第一次提出“基因交换和基因优化”的理念，基因疗法行业已经走过了 50 多个年头，经历了 50 多年的曲折起伏的过程，并在长期的探索中取得了一定成效与突55、破。28基因疗法发展历程2.2 基因疗法应用方向自首款基因疗法问世至今的近 20 年里，全世界范围内获批上市的基因疗法已有 12 款。基因工程和药物递送技术的快速发展加速基因疗法研发，应用领域除遗传病外还覆盖到了恶性肿瘤、慢性病和传染病等领域。29 基因疗法的应用领域基因疗法产品案例介绍近年来，基因疗法在多个疾病领域取得了令人瞩目的进展。在遗传性疾病方面，基因疗法已成功应用于治疗先天性失明、血友病、杜氏肌营养不良症等疾病。通过向患者体内导入正常的基因，替代或修复缺陷基因，基因疗法能够恢复患者的正常生理功能，提高他们的生活质量。在癌症治疗领域，基因疗法也展现出了巨大的潜力。通过精准地靶向肿瘤细胞56、，基因疗法可以实现对癌症的有效控制和治疗，同时减少对正常细胞的损伤。此外，在心血管疾病、自身免疫性疾病等领域，基因疗法也取得了积极的研究成果和应用进展。随着基因疗法技术的不断成熟和临床数据的积累，越来越多的国家和地区开始将基因疗法纳入医保体系，为患者提供了更为便捷和经济的治疗选择。这一举措不仅体现了政府对基因疗法技术的认可和支持，也为基因疗法在未来的广泛应用和普及奠定了坚实基础。同时，随着生物技术的飞速发展和科研人员的不断努力，基因疗法的技术手段也在不断创新和完善。从最初的基因替代到现在的基因编辑、基因调控等多样化手段，基因疗法的应用领域30正在不断拓宽。然而，尽管基因疗法展现出了巨大的潜力和57、广阔的应用前景，但其在实际应用中仍面临着诸多挑战和限制，需要未来科研人员继续攻关。2.3 全球获批上市的基因疗法截止 2023 年底，全球获批了 20 款基因疗法产品，其中体外基因疗法获批 8 款，体内基因疗法获批 12 款，体内基因疗法 58.3%（n=7/12）是通过病毒载体进行基因递送的基因增补疗法，大部分适应症重要集中于单基因突变的罕见疾病。2023 年 12 月 8 日，FDA 批准了全球首款基因编辑疗法 CASGEVY，该疗法使用 CRISPR/Cas9 技术，这一技术是利用电穿孔在体外对细胞进行基因编辑后，再回输患者体内进行治疗，严格意义上属于细胞疗法（体外基因编辑）的范畴。但该58、技术从原创基础研究到临床转化应用的突破，是其基因治疗发展史上的一个重要里程碑，对于未来更多的体内基因编辑疗法的发展具有重要意义。312.3.1 体外基因疗法截止 2023 年底，全球获批上市的体外基因疗法有 8 款。它们的简介如下：32（1）Strimvelis公司：由葛兰素史克（GSK）公司研发。上市时间：2016 年 5 月被欧盟批准上市。适应症：用于重症联合免疫缺陷症（简称 SCID）治疗。备注：该疗法大致流程是首先获得患者自身的造血干细胞，在体外进行扩增培养，之后利用逆转录病毒将功能性 ADA（腺苷脱氨酶）基因拷贝导入其造血干细胞，最后将修饰后的造血干细胞回输到本人体内。临床结果显示，59、Strimvelis 治疗的 ADA-SCID 患者 3 年存活率为 100%。（2）Zalmoxis公司：由意大利 MolMed 公司生产。上市时间：2016 年获欧盟有条件上市许可。适应症：用于造血干细胞移植后患者免疫系统的辅助治疗。备注：Zalmoxis 是一款经逆转录病毒载体改造的同种异体 T 细胞自杀基因免疫疗法，该方法使用逆转录病毒载体对同种异体来源的 T 细胞进行基因改造，使基因修饰后的 T 细胞表达 1NGFR 和 HSV-TK Mut2 自杀基因，使得人们可以随时使用更昔洛韦（ganciclovir）药物杀死引起不良免疫反应的 T 细胞，防止可能出现的 GVHD 进一步恶化，60、为半相合HSCT 患者术后免疫功能重建保驾护航。（3）Invossa-K公司：由 TissueGene 公司研发。上市时间：2017 年 7 月在韩国获得批准上市。适应症：用于治疗退行性膝关节炎。备注：Invossa-K 是一种涉及人软骨细胞的同种异体细胞基因疗法，同种异体细胞经体外基因修饰，修饰后的细胞经关节内注射给药后可表达分泌转化生长因子 1（TGF-1），33进而改善骨关节炎症状。临床结果显示，Invossa-K 能够显著改善膝关节炎。于 2019 年被韩国药监部门取消许可证，因为该制造商错误地标记了所使用的成分。（4）Zynteglo公司：由美国蓝鸟生物（bluebird bio）公61、司研发。上市时间：2019 年获欧盟批准上市，2022 年 8 月获 FDA 批准在美国上市。适应症：用于治疗输血依赖性-地中海贫血。备注：Zynteglo 是一款慢病毒体外基因疗法，该疗法通过慢病毒载体，把正常的-珠蛋白基因（A-T87Q-珠蛋白基因）的功能性拷贝导入到从患者体内取出的造血干细胞中，再将这些基因修饰的自体造血干细胞回输到患者体内，一旦患者拥有正常的 A-T87Q-珠蛋白基因，他们就有可能产生正常的 HbAT87Q 蛋白，即可有效降低或消除输血需求。这是一种一次性疗法，旨在取代终身输血和终生药物，适用于 12 岁及以上的患者。（5）Libmeldy公司：由 Orchard Th62、erapeutics 公司开发。上市时间：2020 年 12 月份获欧盟批准上市。适应症：用于治疗异染性脑白质营养不良（metachromatic leukodystrophy，MLD）。备注：Libmeldy 是一款基于慢病毒体外基因修饰的自体 CD34+细胞的基因疗法。临床数据显示，单次静脉输注 Libmeldy 可以有效地改变早发型 MLD 的病程，未接受治疗的同年龄段患者则出现严重的运动和认知障碍。（6）Skysona公司：由美国蓝鸟生物（bluebird bio）公司研发。上市时间：2021 年 7 月获欧盟批准上市，2022 年 9 月获 FDA 批准在美国上市。适应症：用于治疗早63、期脑肾上腺脑白质营养不良（CALD）。备注：Skysona 基因疗法是唯一一个获批用于治疗早期脑肾上腺脑白质营养不良（CALD）34的一次性基因疗法。Skysona（elivaldogene autotemcel，Lenti-D）是一种造血干细胞慢病毒体外基因疗法 Lenti-D。疗法大致流程为：从患者体内取出自体造血干细胞，体外经搭载人 ABCD1 基因的慢病毒转导修饰后，回输给患者。用于治疗年龄在 18 岁以下、携带ABCD1 基因突变、CALD 患者。（7）CASGEVY公司：由 CRISPR Therapeutics 和 Vertex 联合开发。上市时间：2023 年 12 月 8 日64、获 FDA 批准上市，这是 FDA 批准上市的首款 CRISPR 基因编辑疗法。适应症：用于治疗 12 岁及以上患有复发性血管闭塞危象(VOC)的镰状细胞病(SCD)患者。备注：Exagamglogene Autotemcel（Exa-cel，CASGEVY）是一种一次性单剂细胞基因治疗药物，由经过 CRISPR/Cas9 介导的基因编辑的自体 CD34+人类造血干细胞和祖细胞(hHSPC)组成，发挥基因编辑作用的 CRISPR-Cas9 蛋白与 sgRNA 在体外经电穿孔的方式被递送到患者的离体细胞内，CRISPR 复合体会结合在位于 BCL11A 基因内含子上的红细胞特异性增强子中-转录因65、子 GATA1 的结合区域，在引入 DSB 后，利用 NHEJ 产生突变，破坏该增强子，降低 BCL11A 在红细胞中的转录水平，从而特异性提高 HbF 在红细胞中的表达，HbF 水平的升高能够缓解或消除 SCD 患者的疼痛及血管闭塞性危象(VOC)，并且能缓解输血依赖性-地中海贫血（TDT）患者的输血需求，使 TDT 患者摆脱长期输血的困扰。（8）LYFGENIA公司：美国蓝鸟生物（bluebird bio）公司研发。上市时间：2023 年 12 月 8 日获 FDA 批准上市。适应症：用于治疗 12 岁及以上患有复发性血管闭塞危象(VOC)的镰状细胞病(SCD)患者。备注：LYFGENIA66、（lovotibeglogene autotemcel）是一款基于慢病毒载体的细胞基因疗法，通过慢病毒载体将功能性 珠蛋白基因永久添加到患者自身的造血干细胞（HSC）中，可持久产生具有抗镰状细胞特性的血红蛋白（HbAT87Q 型），HbAT87Q 型与野生型 HbA 具有相似的氧结合能力，限制红细胞镰状化，并有可能减少血管闭塞事件（VOE），这是一种一次性疗法。在蓝鸟生物公布的一项为期 24 个月、涉及 12 至 50 岁镰刀型细胞贫血病和 VOE 病史患者的单臂多中心研究中，表明 Lyfgenia 的安全性与有效性良好，该35临床研究对 Lyfgenia 输注后 6 至 18 个月内实现 V67、OE 完全消退（VOE-CR）的患者进行了跟踪研究，结果显示，在研究的 32 例患者中，30 位患者（94%）的 VOE 得到有效治疗，其中的 28 位（88%）成功达到了 VOE-CR，这其中包括了 8 例青少年患者。2.3.2 体内基因疗法截止 2023 年底，全球获批上市的体内基因疗法有 12 款。它们的简介如下：（1）Glybera公司：由 uniQure 公司研发。上市时间：2012 年在欧洲获批上市。适应症：治疗严格限制脂肪饮食却仍然发生严重或反复胰腺炎发作的脂蛋白脂酶缺乏症(LPLD)。36备注：Glybera（alipogene tiparvovec）是一款基于 AAV 为载体68、的基因治疗药物，该疗法以AAV 作为载体，将治疗基因 LPL 转导入肌细胞，从而使相应的细胞能够产生一定数量的脂蛋白脂酶，起到缓解疾病的作用，该疗法，一次给药长期（药效可持续多年）有效。该药物于 2017 年退市，其退市原因可能与定价太高、市场需求受限两大因素有关。该药物平均一次疗法费用高达 100 万美元，上市至今只有一位患者购买使用过，虽然医疗保险公司对其报销了 90 万美元，但对于保险公司而言这也是较大的负担。此外，该药物针对的适应症过于罕见，发病率约为 1/100 万而且误诊率较高。（2）Luxturna公司：由罗氏旗下 Spark Therapeutics 公司研发。上市时间：20169、7 年获 FDA 批准上市，之后于 2018 年在欧洲获批上市。适应症：用于因双拷贝 RPE65 基因突变所致视力丧失但保留有足够数量的存活视网膜细胞的儿童和成人患者的治疗。备注：Luxturna 是一款基于 AAV 的基因疗法，给药方式是视网膜下注射。该基因疗法以AAV2 作为载体，将正常 RPE65 基因的功能性拷贝导入患者视网膜细胞，使相应细胞细胞表达正常的 RPE65 蛋白，弥补患者 RPE65 蛋白缺陷，从而改善患者视力。（3）Zolgensma公司：由诺华公司旗下 AveXis 公司研发。上市时间：2019 年 5 月获 FDA 批准上市。适应症：治疗 2 岁以下脊髓性肌萎缩症（S70、pinal Muscular Atrophy,SMA）患者。备注：Zolgensma 是一款基于 AAV 载体的基因疗法，该款药物是全球唯一一款获批上市的脊髓性肌萎缩症一次性治疗方案，药物的上市开启了脊髓性肌萎缩症治疗新的一页，是一项里程碑式的进展。此基因疗法用 scAAV9 载体经静脉输注将正常 SMN1 基因导入患者体内，产生正常的 SMN1 蛋白，从而改善运动神经元等受累细胞的功能。相比之下，治疗SMA 的药物 Spinraza 和 Evrysdi 则需要长期重复给药，Spinraza 每四个月通过脊柱注射给药一次，而 Evrysdi 是一种需每日口服药物。（4）Upstaza37公司：71、由 PTC Therapeutics,Inc.（纳斯达克股票代码：PTCT）公司研发。上市时间：2022 年 7 月获欧盟批准上市。适应症：针对芳香族 L-氨基酸脱羧酶(AADC)缺乏症，被批准用于治疗年龄为 18 个月及以上的患者。备注：Upstaza（eladocagene exuparvovec）是一种以 2 型腺相关病毒（AAV2）为载体的体内基因疗法，患者由于编码 AADC 酶的基因出现突变而致病，AAV2 携带编码 AADC酶的健康基因，以基因补偿的形式达到治疗效果，理论上一次给药长期有效，是第一个直接注入大脑的上市基因疗法，上市许可适用于所有 27 个欧盟成员国，以及冰岛、挪威和72、列支敦士登。（5）Roctavian公司：由 BioMarin Pharmaceutical（BioMarin）公司开发。上市时间：2022年8月获欧盟批准上市；2022年11月获英国药品和保健产品管理局（MHRA）上市许可。适应症：用于治疗无 FVIII 因子抑制史且 AAV5 抗体阴性的严重血友病 A 成人患者。备 注：Roctavian(valoctocogene roxaparvovec)是 以 AAV5 为 载 体，使 用 人 源 肝 特 异 性启动子 HLP 驱动 B domain 删除了的人凝血因子八（FVIII）的表达。欧盟委员会批准valoctocogene roxaparv73、ovec 上市的决定是基于该药物临床开发项目的整体数据，其中，III 期临床试验 GENEr8-1 结果显示，与入组前一年的数据相比，单次输注 valoctocogene roxaparvovec 后，受试者的年出血率（ABR）显著降低，重组凝血因子 VIII（F8）蛋白制剂使用频率降低，或者体内血液中 F8 活性显著增加。在接受治疗 4 周后，受试者的年 F8使用率和需要接受治疗的 ABR 分别降低了 99%和 84%，统计学差异显著（p0.001）。安全性良好，没有受试者出现 F8 因子抑制、恶性肿瘤或血栓副作用，也没有报告与治疗相关的严重不良事件(SAE)。（6）Hemgenix公司：由74、 UniQure 公司开发。上市时间：2022 年 11 月获 FDA 批准上市。38适应症：用于治疗血友病 B 成人患者。备注：Hemgenix 是一款基于 AAV5 载体的基因疗法，该药物搭载有凝血因子 IX（FIX）基因变体 FIX-Padua，通过静脉给药，给药后该基因可在肝脏中表达 FIX 凝血因子，分泌后进入血液发挥凝血功能，从而达到治疗目的，理论上一次给药长期有效。（7）Elevidys公司：由 Sarepta Therapeutics 与罗氏（Roche）联合开发。上市时间：2023 年 6 月 22 日获 FDA 批准上市。适应症：用于治疗 4-5 岁、可独立行走的杜氏肌营养75、不良（DMD）儿童，此外，该药品在外显子 8 和/或外显子 9 上存在缺失突变的 DMD 儿童中禁用。备注：Elevidys（delandistrogene moxeparvovec，SRP-9001）药物是一款基于 AAV 载体的基因疗法，其搭载的 DNA 包含一个截短型抗肌萎缩蛋白基因，该基因受 MHCK7 启动子/增强子的控制，能够优先在心肌和骨骼肌中的表达。病毒血清型为恒河猴 74 型(rAAVrh74)，是非人类灵长类动物来源的，预期可以降低患者对载体具有预存抗体的可能性（大约 13.9-15%的目标人群中存在针对 AAVrh74 的抗体）。（8）Adstiladrin公司：由 Fe76、rring Pharmaceuticals 开发。上市时间：2022 年 12 月获 FDA 批准上市。适应症：用于治疗卡介苗（BCG）无响应的高风险非肌层浸润性膀胱癌（NMIBC）。备注：Adstiladrin 是一种基于非复制型腺病毒载体的基因疗法，可以在靶细胞内过表达干扰素 alfa-2b 蛋白，给药方式是通过导尿管进入膀胱（每三个月给药一次），病毒载体可有效感染进入膀胱壁细胞，之后过表达干扰素 alfa-2b 蛋白以发挥治疗作用。这种新颖的基因治疗方法从而将患者自身的膀胱壁细胞转变为生产干扰素的微型“工厂”，从而增强患者的抗癌能力。Adstiladrin 的安全性和有效性在一项多中心临77、床研究中得到评估，该临床研究包括 157 名高危 BCG 无反应 NMIBC 患者。患者每三个月接受一次 Adstiladrin，持续长达 12 个月，或直到对治疗产生不可接受的毒性或复发高级别 NMIBC。总体而言，使用 Adstiladrin 疗法的入组患者中有 51%获得了完全缓解（膀胱镜检查、活检组织和尿液中所见的所有癌症迹象均消失）。39（9）Vyjuvek公司：由 Krystal Biotech 公司开发。上市时间：2023 年 5 月 19 日获 FDA 批准上市。适应症：用于 6 个月及以上患有营养不良性大疱性表皮松解症(DEB)患者的治疗。备注：Vyjuvek 是一款以基因改78、造后的单纯疱疹病毒为载体的基因疗法，该药物被制成凝胶剂型，给药方式为创口局部涂抹，给药频率约为每周一次。该病毒载体搭载 COL7A1 基因的正常拷贝，可将该基因递送至患者伤口部位的靶细胞内。COL7A1 基因可在靶细胞内过表达 COL7 蛋白，COL7 蛋白分子可自行排列成细长的束，将表皮和真皮结合在一起，这对于维持皮肤的完整性至关重要。（10）Rexin-G公司：由 Epeius 生物技术公司研发。上市时间：2005 年获菲律宾食品与药品管理局（BFAD）批准上市。适应症：用于治疗对化疗产生抵抗的晚期癌症。备注：Rexin-G 是一种载基因的纳米颗粒注射剂，通过逆转录病毒载体向靶细胞引入细胞79、周期蛋白 G1 突变基因，特异地杀死实体瘤，给药方式为静脉输注。作为主动寻找并摧毁转移性癌细胞的肿瘤靶向药物，对包括靶向生物制剂药在内的其它癌症药品无效的患者具有一定的疗效。（11）Neovasculgen公司：由 Human stem cells institute 公司研发。上市时间：2011 年 12 月 7 日在俄罗斯获批上市，此后于 2013 年在乌克兰上市。适应症：用于治疗周边血管动脉疾病，包括重度肢体缺血。备注：Neovasculgen 是一种基于 DNA 质粒的基因疗法，将血管内皮生长因子（VEGF）165 基因构建于质粒骨架上，输注给患者。40（12）Collategene公80、司：由大阪大学和风投公司共同研发。上市时间：2019 年 8 月获日本厚生劳动省批准上市。适应症：治疗重症下肢缺血。备注：Collategene 是一款的基于质粒的基因疗法，此基因治疗药物 AnGes 公司生产的首个日本本土基因治疗药物。此药的主要成分是含人体肝细胞生长因子（HGF）基因序列的裸露质粒，若注射该药物到下肢肌肉，表达的 HGF 会促进闭塞的血管周围形成新的血管。临床试验证实了其改善溃疡的效果。2.4 国内发展现状根据弗若斯特沙利文(Frost&Sullivan，简称：沙利文)的数据显示，2025 年我国基因疗法市场规模将达到 25.9 亿美元左右。假设在 2025-2027 年之81、间，我国基因疗法 CAGR 增速与全球保持一致，我国基因疗法市场规模将达到 500 亿元左右。41中国目前已知的罕见病数量大约有 2000 余种。由于罕见病常常确诊困难，有大量罕见病被当作普通疾病治疗，或并未发现，实际的病种数量可能更多。罕见病 80%为遗传性疾病，多发病于儿童期，缺乏有效治疗手段。而基因疗法有望成为一种有效的方法来治疗这些疾病。此外，由于中国特有的人口结构，中国拥有丰富的基因组学数据，这些数据可以为基因疗法的研究提供重要的参考和支持。2024 年 5 月 20 日，CDE 发布 2023 年中国新药注册临床试验进展年度报告，2023 年，药物临床试验登记与信息公示平台登记临床82、试验总量首次突破 4000 项。其中，2023 年共登记 81 项细胞和基因治疗产品类临床试验，较 2022 年增长近 1 倍。目前国内基因疗法尚处于早期阶段，大多项目都处于临床前和早期临床阶段，预估到2025-2027年进入商业化阶段。在此，我们整理了2023年获批IND的基因疗法数据，见下表：技术路线汇总公司管线/药品名载体/技术路线IND获批时间适应症锦篮基因GC101AAV9-SMN12023.1.13治疗SMA1/2锦篮基因GC301AAV-GAA2022/12/202023.3.29早发型庞贝病（IOPD）晚发型庞贝病华毅乐健GS1191-0445AAV-FVIII2023.1.183、6A型血友病纽福斯NFS-02rAAV2-ND12023.4.17ND1突变引起的Leber遗传性视神经病变（LHON）辉大基因HG004non-AAV2-PRE652023.4.18先天性黑蒙2型方拓生物FT-003AAV-VEGF拮抗剂2023.4.262023.8.21nAMD；糖尿病黄斑水肿方拓生物FT-004rAAV-hFIX2023.7.12B型血友病方拓生物FT-002rAAV-PRGR2023.11.6X连锁视网膜色素变性（XLRP）安龙生物AL-001AAV-抗VEGF蛋白2023.4.28wetAMD嘉因生物EXG102-031rAAV-VEGF/ANG22023.1.1984、（美）2023.6.1（中）wetAMD至善唯新ZS802AAV-FVIII2023.6.28A型血友病天泽云泰VGM-R02bAAV-GCDH2023.7.13戊二酸血症I型（GA-I）信念医药BBM-H803AAV-FVIII2023.7.24A型血友病诺洁贝生物 NGGT001rAAV2-CYP4V22023.9结晶样视网膜变性(BCD)九天生物SKG0106AAV-独创抗VEGF2023.7.3（美）23.10.19（中）nAMD九天生物SKG0201AAV-SMN1独特启动子+优化的人源SMN12023.12.121型SMA鼎新基因RRG001rAAV-VEGFR2023.11.6n85、AMD本导基因BD111VLP-Cas9 mRNA2023.4.28HSV-1病毒性角膜炎禾沐基因HGI-001LVV-HSC2023.12.20-地中海贫血基因编辑疗法AAV等基因疗法422.4.1 国内基因增补疗法企业基因增补疗法主要通过 AAV 等方式增补患者缺失的基因，2023 年该类企业在国内获批新药临床试验（IND）的有如下这些候选产品，简介如下。1、北京锦篮基因2023年1月13日，北京锦篮基因GC101腺相关病毒注射液临床试验申请（IND）获CDE受理。4 月 6 日，“GC101 腺相关病毒注射液”新药临床试验（IND）申请获得国家药品监督管理局临床默示许可，本次获批适应症为86、 3 型脊髓性肌萎缩症（3 型 SMA）。这是 GC101注射液继 1 型 SMA 及 2 型 SMA 获批临床试验后的第三项新增适应症。GC101 腺相关病毒注射液，是一款 AAV 载体基因药物，也是该公司第 2 款申报 IND 的新药。该药物采用鞘内给药方式直接向中枢神经系统递送和补充 SMN 蛋白，改善 SMA 患者呼吸功能及运动能力。GC101于2022年5月获得科技部中国人类遗传资源采集行政许可，可以开展针对 1 型脊髓性肌萎缩症的临床研究。脊髓性肌萎缩症（SMA）是由于运动神经元存活基因 1（SMN1）突变导致 SMN 蛋白功能缺陷所致的遗传性神经肌肉病，是造成婴幼儿死亡的常染色体87、隐性遗传疾病之一，已被纳入国家卫生健康委员会等五部门联合发布的第一批罕见病目录。该病发病率在 1/8000 至 1/11000 之间，基因突变造成 SMA 患者体内的 SMN 蛋白水平不同程度得降低，影响了神经元功能，造成患者肌肉神经源性萎缩。2023年1月6日，北京锦篮基因GC301腺相关病毒注射液临床试验申请（IND）获CDE受理。3 月 29 日，“GC301 腺相关病毒注射液”新药临床试验(IND)申请正式获得国家药品监督管理局临床默示许可。这是 GC301 注射液继婴儿型庞贝病临床试验(IND)获批后的又一新增适应症。锦篮基因设计开发的 GC301 注射液是用于治疗庞贝病的 AAV 88、基因治疗药物，采用了一次性静脉注射全身广泛表达的策略，以期直接补偿肝脏、心肌、骨骼肌、中枢神经系统等组织的 GAA 酶基因缺陷。临床前实验结果显示 GC301 注射液可以在单次静脉注射后，在动物体内广泛转导各个组织并表达具有活性的 GAA 蛋白，改善骨骼肌、心肌损伤，显著增加小鼠肌肉力量，并显著延长模型动物生存期，实现对庞贝病的长期有效治疗。庞贝病（又称糖原贮积病型或酸性麦芽糖酶缺乏症）是一种由于酸性-葡萄糖苷酶（acid alpha-glucosidase，GAA）缺陷所导致的常染色体隐性遗传病，发病率大约为431/87001/15000，可分为婴儿型和晚发型两种类型。婴儿型庞贝病患者于 189、 岁内起病，通常在生后数月内出现严重症状，表现为肥厚性心肌病和重度全身性肌张力低下，病情进展迅速，绝大多数患者于 1 岁内死于心力衰竭和呼吸衰竭。2、华毅乐健 GS1191-0445 注射液2023 年 1 月 16 日，苏州华毅乐健生物科技有限公司（简称“华毅乐健”）的 GS1191-0445注射液获批临床，适应症为先天性凝血因子 VIII 缺乏引起的血友病 A。GS1191-0445 注射液是一款用于血友病 A 的腺相关病毒（AAV）基因治疗在研药物。GS1191-0445 注射液通过静脉给药将人凝血因子基因导入血友病 A 患者体内，从而提高并长期维持患者体内凝血因子水平，以期达到“一次给90、药、长期有效”的对因治疗及预防出血的效果。GS1191-0445 注射液的初步临床研究数据显示了其在成年血友病 A 受试者中良好的安全性和有效性。GS1191-0445 注射液是国内首个开展血友病 A 临床试验的 AAV 基因治疗药物，从 2021 年开始了研究者发起临床研究（Investigator Initiated Trial，简称 IIT）；2023 年 1 月，获批国内首个血友病 A 基因治疗新药临床试验；2023 年 8 月，完成首例患者入组；2023 年 12 月，该款药物获得美国 FDA 孤儿药认定（ODD）;目前该产品正处于临床 I 期试验阶段。血友病（Hemophilia）91、是一种 X 染色体连锁的隐性遗传性出血性疾病，据流行病学推算中国约有12万患者，预计全球血友病患者人数为100多万。该疾病可以分为A型血友病（HA）和B型血友病(HB)，其中HA的发病人数约占全部血友病的85%，是最重要的血友病亚型。HA 是由 F8 基因突变导致遗传性凝血因子缺乏所致。HB 的发病人数约占全部血友病人的 15%，由 F9 基因突变导致遗传性凝血因子 IX 缺乏所致。血友病以自发性出血或者小创伤后过度出血为主要临床表现。3、纽福斯 NFS-02 眼用注射液2023 年 1 月 28 日，武汉纽福斯 NFS-02 眼用注射液临床试验申请（IND）获 CDE 受理。4月17日获得中92、国国家药品监督管理局（NMPA）颁发的IND许可。此前，2022年12月19日，NFS-02获美国FDA新药临床试验许可，用于治疗ND1突变引起的Leber遗传性视神经病变。NFS-02（rAAV2-ND1）是一种重组腺相关病毒血清型 2 载体（rAAV2）的新型眼内注射基因治疗产品，正在开发用于治疗与 ND1 突变相关的 Leber 遗传性视神经病变。NFS-02 作用机制为采用基因治疗策略，以重组腺相关病毒作为载体，通过单次玻璃体内注射，将正确的基因通过玻璃体腔注射递送至患者受损的视神经节细胞，修复线粒体生物呼吸链，使视神经节细胞恢复活力与视功能。44Leber 遗传性视神经病变（LHON93、）是一种母系遗传的线粒体疾病，多发于 14-21 岁的青年男性，患者表现为双目视力受损至失明。据纽福斯生物新闻稿介绍，90%的 LHON 是由 3个线粒体DNA突变所导致的，即G11778A（ND4基因）、G3460A（ND1基因）、T14484C（ND6基因），其中 ND4 的 G11778A 突变最多，约占 50 80。由于该突变使细胞线粒体生物呼吸链功能受损，造成ATP生成减少，使患者视神经节细胞产生氧化应激，导致细胞凋亡。目前临床上尚无针对 Leber 遗传性视神经病变的有效疗法或治愈手段。4、辉大基因 HG004 眼用注射液2023 年 2 月 4 日，辉大基因 HG004 眼用注射94、液临床试验申请（IND）获 CDE 受理。此前，2023 年 1 月 28 日，HG004 获得美国食品药品监督管理局（FDA）授予新药临床试验（IND）许可，并将在多国开展用于治疗 RPE65 基因突变引起的相关性视网膜病变的国际多中心临床试验。辉大基因 HG004 注射液是一种新型眼科基因治疗药物，旨在用于治疗 RPE65 基因突变相关性视网膜病变，已获得高质量的临床前数据来支持即将开展的国际多区域、多中心临床试验。HG004 的起始有效剂量（约 1/25 的载体剂量）远低于已批准的 AAV2-hRPE65（LUXTURNA）基因治疗产品，并且需要注入视网膜的体积更小，将大大减少 AAV 95、载体相关的免疫原性或人类的眼部不良事件的风险。遗传性视网膜营养不良(IRD)是一类由基因突变引起罕见致盲性疾病，已报道致病基因超过 250 个。其中，RPE65 基因突变可能会导致 Leber 先天性黑蒙(LCA)、严重的早发性儿童视网膜营养不良(SECORD)、早发性严重视网膜营养不良(EOSRD)或视网膜色素变性(RP)，即这些疾病都被认为是 RPE65 基因突变相关视网膜病变，代表同一疾病的表型连续体。RPE65 基因突变相关视网膜病变通常发病于出生至 5 岁之间，主要临床表征包括夜盲(凝视伴严重夜盲症和眼球震颤)、进行性视野缺失和中心视力丧失。5、方拓生物2023 年 4 月 26 日96、，方拓生物（Frontera therapeutics）宣布，其 AAV 药物 FT-003 注射液的临床试验申请（IND）获得中国国家药品监督管理局药品审评中心（CDE）许可，该产品适应症为新生血管性年龄相关性黄斑变性（nAMD）。FT-003 注射液是一种新型重组腺相关病毒基因治疗药物。临床前研究数据显示，FT-003注射后可高效感染动物视网膜多层细胞，使其持续表达和分泌抗血管生成因子，降低血管内皮通透性，抑制新生血管的生成。患者一次注射，期望获得长期疗效。45年龄相关性黄斑变性（Age-Related Macular Degeneration，AMD）是一种导致中、老年人视力严重减退甚至97、失明的不可逆转的眼病，是全球第三大最常见的导致失明、全球第四大致视力障碍的病因。随着中国人口老龄化趋势日益突出，AMD 的患病率也将逐年上升，预计 2020 年到 2050 年中国 AMD 病例数将增加 76.72%，从目前的 3123 万增加到 5519 万。新生血管性年龄相关性黄斑变性（Neovascular Age-Related Macular Degeneration，nAMD）也叫湿性年龄相关性黄斑变性，约占 AMD 患者的 10%20%。2023 年 8 月 21 日，方拓生物的 FT-003 注射液获得临床试验默示许可，适应症为糖尿病黄斑水肿。糖尿病视网膜病变（DR）是糖尿病患98、者（包括 1 型和 2 型）最常见的微血管并发症之一，是 25-74 岁患者视力受损的首要原因。DME 是糖尿病视网膜病变患者视力丧失的主要原因。20%的 1 型糖尿病、14%25%的 2 型糖尿病患者会在 10 年内发生 DME。2023 年 4 月 20 日，方拓生物 FT-004 注射液 IND 申请获 CDE 受理。7 月 12 日，FT-004 获得中国国家药品监督管理局药品审评中心（CDE）临床试验批准，适应症为血友病 B（内源性 FIX 活性 2%）。这是方拓生物获批临床的第三款创新 AAV 基因治疗产品。方拓生物研制的 FT-004 注射液是一种新型重组腺相关病毒载体基因治疗药99、物，适应症为血友病 B(Hemophilia B，HB)。非临床数据显示，FT-004 注射后可高效转染肝细胞，使其持续、稳定地表达和分泌具有活性的 hFIX（人凝血因子 9）蛋白，提高凝血功能。同时依靠基因治疗产品的表达持续性，期望患者一次注射，获得长期疗效。2023 年 8 月 15 日，方拓生物科技（苏州）FT-002 注射液 IND 申请获 CDE 受理。11 月 6 日，FT-002 注射液获得中国国家药品监督管理局药品审评中心（CDE）临床试验许可。FT-002 注射液是中国 XLRP 治疗领域首个获得 CDE 临床试验许可及开展人体试验的基因治疗药物，拟治疗由 RPGR（Reti100、nitis Pigmentosa GTPase Regulator）基因变异导致的 X 连锁视网膜色素变性（XLRP）患者。6、安龙生物 AL-001 眼用注射液2023 年 2 月 15 日，安龙生物 AL-001 眼用注射液临床试验申请（IND）获 CDE 受理。AL-001 眼用注射液是国内获批的首款通过脉络膜上腔（SCS）注射给药方式，来实现治疗湿性年龄相关性黄斑变性（wAMD）的基因治疗药物。目前，湿性年龄相关黄斑病变已成为继青光眼、白内障之后全球第三大致盲因素，全球患病人数不断攀升。安龙生物研制的AL-001 眼用注射液，以 AAV 为载体，使得 AL-001 以视网膜为生物反应器101、，持续稳定表达抗 VEGF 分子，在患者中最大限度地减少症状的发生，而脉络膜上腔注射也能够显著降低炎症等副作用的发生率。46年龄相关性黄斑变性（AMD）是老年人的主要致盲眼病，AMD 分为干性和湿性（wAMD）两种类型。其中，wAMD 进程较为迅速，是导致 90%以上 AMD 患者视力损害的主要原因。目前 wAMD 临床标准治疗是每 1 个月或 2 个月进行眼内注射抗 VEGF 药物，频繁的眼内注射会导致潜在的严重眼内并发症。基因治疗作为一种创新性且具有前景的治疗方法，有望极大降低患者所需眼内注射频率，使患者长期临床获益。7、杭州嘉因生物 EXG102-031 眼用注射液2023 年 3 月 102、9 日，杭州嘉因生物 EXG102-031 眼用注射液 IND 申请获 CDE 受理。2023 年6 月 1 日，EXG102-031 眼用注射液再获中国国家药品监督管理局药品评审中心（CDE）临床试验默示许可，同意开展治疗湿性年龄相关性黄斑变性（wAMD）的临床试验。EXG102-031 眼内注射是一种基于 rAAV 的基因疗法，表达一种治疗性融合蛋白，能够结合/中和所有已知的血管内皮生长因子（VEGF）和血管生成素-2（ANG2）亚型，与现有的需要反复注射的抗体药物不同，只需要一针注射，就可在体内长期表达并有望有效治疗视网膜中异常血管形成和血液渗漏。该药物是目前首个针对所有已知 VEGF 103、和 ANG2 亚型的 nAMD 临床阶段的基因疗法。EXG102-031 的 I 期临床试验将评估 EXG102-031 在 wAMD 患者中的安全性和耐受性，同时也会评估其对患者的视力改善程度。8、四川至善唯新 ZS802 注射液2023 年 4 月 10 日，四川至善唯新 ZS802 注射液 IND 申请获 CDE 受理。至善唯新研制的 ZS802 是一种 rAAV 基因药物，临床适应症为 A 型血友病，属于国家 1 类新药。与国外竞品 Biomarin 公司的 valoctocogene roxaparvovec（BMN 270）相比，ZS802 采用至善唯新公司自主研发的全球最小的肝脏104、特异启动子，很大程度解决了病毒载体包装容量受限的难题，能够显著提高药效。此外，ZS802 还添加了至善唯新公司自主改造优化的凝血 VIII 因子序列，通过突变特定位点氨基酸残基，显著提升药物活性。A 型血友病是一种基因突变导致凝血 VIII 因子缺乏引起的岀血性疾病，X 染色体连锁，在男性群体中高发。9、上海天泽云泰 VGM-R02b472023 年 4 月 28 日，上海天泽云泰公司申报的 VGM-R02b 临床试验申请（IND）获 CDE 受理。7 月 13 日，VGM-R02b 获得国家药品监督管理局批准同意开展治疗戊二酸血症 I 型的临床试验。VGM-R02b 是一种防止婴幼儿及儿童期105、戊二酸血症造成严重或危及生命的疾病进展的潜在治疗方法，也是全球首个用于戊二酸血症 I 型（GA-I）的基因治疗产品。此前，该产品已获得美国 FDA 授予用于治疗戊二酸血症 I 型（GA-I）的罕见儿科疾病认定（RPDD）资格，这也是天泽云泰成立以来第三个获得临床许可的基因治疗项目。戊二酸血症I型（Glutaric Acidemia Type I,GA-I），又称为戊二酸尿症（Glutaric Aciduria Type I），是一种罕见的常染色体隐性遗传性神经代谢性疾病，已被收录入我国 第一批罕见病目录。VGM-R02b 是一种防止婴幼儿及儿童期戊二酸血症造成严重或危及生命的疾病进展的潜在治疗106、方法。10、信念医药 BBM-H803 注射液2023 年 5 月 17 日，信念医药公司（Belief BioMed，BBM）全资子公司上海信致医药科技有限公司和上海勉亦生物科技有限公司申报的“BBM-H803 注射液”临床试验申请（IND）获 CDE 受理。7 月 25 日，BBM-H803 注射液的临床试验申请(IND)已获国家药品监督管理局(NMPA)批准。BBM-H803 注射液是信念医药首款适用于治疗血友病 A 的基因治疗药物，也是公司第二款获得 NMPA 临床试验批准的药物，该款产品于 2022 年 12 月获得美国食品药品监督管理局（FDA）的孤儿药认定（ODD）。该款药物基于107、AAV，通过静脉给药将凝血因子（Factor，F）基因导入血友病 A 患者体内，从而提高并长期维持患者体内凝血因子水平，以期达到“一次给药、长期有效”的治疗及预防出血效果。11、诺洁贝生物 NGGT001 注射液2023年7月5日，苏州诺洁贝生物技术NGGT001注射液临床试验申请（IND）获CDE受理。NGGT001 注射液是一款基于 rAAV2 的基因疗法，通过表达密码子优化的人 CYP4V2，用于治疗结晶样视网膜变性(BCD)。研究显示，在 BCD 相关细胞模型中，由 NGGT001 介导的 CYP4V2 表达有效地挽救了由 CYP4V2 突变引起的表型缺陷，表现出恢复自噬流活性，减少脂108、质积累和保持细胞活力，提供了通过 CYP4V2 基因增强恢复功能的治疗理念。结晶样视网膜变性（BCD）是一种相对罕见的视网膜变性，典型改变为黄白色闪光结晶样物质沉积于视网膜，伴有视网膜色素上皮和脉络膜萎缩，部分患者近角膜缘部角膜基质浅48层也可见到沉积的结晶，患者以中国和日本比较多见。多数患者 20-40 岁发病，双眼受累。临床表现为进行性视力下降，或夜盲，或两者兼有。虽然是一类危害严重的致盲性遗传眼病，但目前针对 BCD 的基础和临床研究都较为匮乏，仍然缺乏十分有效的治疗手段，而基因疗法给这种难治性疾病带来了新的希望。12、九天生物2023 年 7 月 19 日，九天生物（Skyline T109、herapeutics）旗下揽月生物医药科技（杭州）SKG0106 眼内注射溶液临床试验申请（IND）获 CDE 受理。10 月 16 日，SKG0106 眼内注射溶液临床试验申请（IND）获国家药监局批准。SKG0106 眼内注射溶液是一款在研的创新眼科基因治疗药物，由公司自主开发的新型腺相关病毒(AAV)衣壳和独创的抗新生血管生长的转基因组成，用于治疗新生血管性年龄相关性黄斑变性(nAMD)，其作用机制是通过单次玻璃体腔注射将 SKG0106 递送至眼内，在转导视网膜细胞后表达抗新生血管生长基因产物，从而抑制眼内新生血管增生、阻断血管渗漏和视网膜水肿，有效治疗 nAMD，实现长久获益。公司110、拥有 SKG0106 眼内注射溶液包括衣壳及载体设计在内的多项全球专利。2023 年 12 月 12 日，九天生物（Skyline Therapeutics）宣布旗下揽月生物医药科技有限公司自主研发的 AAV 基因治疗药物 SKG0201 注射液的临床试验申请（IND），获国家药品监督管理局（NMPA）批准开展治疗 I 型脊髓性肌萎缩症(SMA)的 I 期临床试验。SKG0201 注射液是一款用于单次静脉注射给药治疗 I 型 SMA 的新一代 SMN1 基因替代治疗药物，创新设计的载体由独特的中枢神经（CNS）特异性启动子调控、密码子全面优化的人源 SMN1 cDNA 构成，旨在实现更好的组织111、靶向性，使正常的 SMN1 基因导入体内后在中枢神经区域实现最大治疗效果、在低剂量下即可快速恢复正常的 SMN 蛋白在运动神经元中的表达，从而更安全有效地改善运动神经元等受累细胞的功能。13、上海鼎新基因 RRG001 眼内注射液2023 年 8 月 12 日，上海鼎新基因 RRG001 眼内注射液临床试验申请（IND）获 CDE 受理。11 月 6 日，RRG001 眼内注射液的临床试验申请（IND）已获国家药品监督管理局（NMPA）默示许可批准。RRG001 眼内注射液是鼎新基因首款适用于新生血管性年龄相关性黄斑病变（nAMD）的基因治疗药物。是鼎新基因拥有自主知识产权的重组腺相关病毒（r112、AAV）基因治疗药物，通过视网膜下腔给药将血管内皮生长因子受体（VEGFR）Fc 融合蛋白基因导入 nAMD 患者眼底，让眼底细胞成为蛋白工厂，不断表达患者需要的 VEGF 受体 Fc 融合蛋白，避免49了传统抗 VEGF 抗体药物需要频繁玻璃体注射给药的弊端，以期达到“一次给药、长期获益”的治疗效果。2.4.2 国内基因编辑疗法企业基因编辑技术，尤其是 CRISPR-Cas9 系统的出现，为我们提供了一种前所未有的精准修改基因的方法。这种技术能够精确地定位并修改 DNA 序列，从而有望根治许多由基因缺陷导致的常见疾病，如遗传性疾病、癌症和某些传染病。2023 年该类企业在国内获批新药临床试验113、（IND）的有如下这些候选产品，简介如下。1、本导基因 BD111 眼用注射液2023 年 4 月 28 日，上海本导基因技术有限公司(简称“本导基因”)提交的 BD111 眼用注射液临床试验申请获得国家药品监督管理局药品审评中心（CDE）默示许可。BD111 是继 Editas 与 Intellia 的体内基因编辑治疗管线之后，全球第 3 个进入 IND 和临床阶段的体内基因编辑治疗候选药物，也是全球首个 CRISPR 抗病毒基因编辑药物。BD111已于 2022 年 6 月获得了美国 FDA 孤儿药资格批准。BD111 药物的特点为：(1)VLP 递送Cas9 mRNA，基因编辑酶在体内停114、留时间短，可以将免疫反应和基因脱靶的风险最小化；(2)仅需切割病毒基因组，不需要改变任何人的基因，在临床前和 IIT 临床研究中均未检测到对动物或人体基因组的脱靶效应。单纯疱疹病毒(HSV-1)是最常见的人类病毒之一。HSV-1 是引起多种疾病的重要病原，比如口腔疱疹、生殖器疱疹、角膜炎和脑膜炎等，甚至帕金森等神经系统疾病也被认为与其有关。由于 HSV-1 潜伏感染的特点，通常这些疾病容易反复发作且无法根治。HSV-1 感染角膜炎导致病毒性角膜炎，多次发作后角膜混浊逐渐加重，可导致角膜瘢痕形成、新生血管化、角膜穿孔等，是临床上较为常见的致盲眼病之一。BD111 利用本导基因原创性的新型基因治疗115、载体类病毒体 VLP 转导 CRISPR 基因编辑工具直接靶向切割单纯疱疹病毒的基因组，达到降低甚至清除 HSV-1 病毒基因组的目的，从而实现对疱疹病毒型角膜炎的治疗。2、禾沐基因 HGI-001 注射液2023 年 12 月 19 日，深圳市禾沐基因生物技术有限责任公司（以下简称“禾沐基因”）自主研发的 HGI-001 注射液成功获得中国国家药品监督管理局（NMPA）的临床试验默示许可，此次临床试验许可适应症为输血依赖型 地中海贫血。HGI-001 注射液是基于编码 T87Q 珠蛋白的慢病毒转导的自体造血干细胞疗法，是通过50提取患者自身的造血干细胞，体外利用慢病毒重新导入具有功能的 珠蛋116、白基因，帮助红细胞恢复 珠蛋白比例及血红蛋白的功能，从而达到帮助地贫患者摆脱输血的效果。该产品技术原理与蓝鸟生物的相同，生产流程相近，不过在制备工艺上进行了优化。在IIT 试验中，5 位完成细胞回输的患者均已无需输血治疗，最长摆脱输血时间达 34 个月（截至 2023 年 12 月），未发现与基因治疗相关的副作用。第三章 基因疗法的机遇与挑战基因治疗让我们能够治疗“无法治愈”的疾病，也为其他疾病带来新的治疗思路。目前基因治疗的主要应用场景是治疗罕见病，随着AAV递送系统不断成熟，基因治疗“一次给药”的特性对病人吸引力越来越大，越来越多的在研管线将应用场景从罕见病拓展到常见病。然而，作为一种“革117、命式”的新型疗法，基因治疗也面临诸多挑战。自 2015 年以来，全球基因疗法行业开始进入高速发展期。从 2016 年到 2020 年，全球基因疗法市场规模从 5,040 万美元增长至 20.8 亿美元，预计到 2025 年，全球基因疗法市场规模将达到近 305.4 亿美元。51基因编辑领域飞速发展，特别是 2023.12.08，美国 FDA 批准了两项里程碑式治疗方法，Casgevy 和 Lyfgenia，这是首次基于细胞的基因疗法用于治疗 12 岁及以上患者的镰状细胞病（SCD）。这标志着生物技术领域的一个重要转折点，可能开启了现代医学的“黄金时代”。尽管充满希望，但对这些治疗的安全性和成本118、效益仍存在担忧。虽然大部分基因疗法在临床上展现出了较好的耐受性，但是仍有部分产品在临床上出现了严重副作用，UniQure、Bluebirdbio，以及 Allogene Therapeutics 都报告了癌症或基因异常病例，导致研究暂停和被调查，安全仍是基因治疗需要注意的首要风险。此外，目前超 70%基因递送药物均采用腺相关病毒（AAV）载体递送，由于 AAV 基因组不会整合进基因组，因此 AAV 递送的基因有可能会随着细胞的分裂、死亡或者其他原因不断被稀释从而导致疗效不能持久。所以基因疗法的耐久性问题也一直备受关注。3.1 安全性挑战目前大多数基因疗法都利用病毒载体进行基因递送，病毒载体可能119、造成外源基因随机整合并破坏基因组，还有潜在致癌或引起细胞不受控增殖的风险。此外，病毒载体还可能引起机体炎症、诱发免疫反应，这可能会导致治疗效率降低甚至是二次施治无效。实际上，基因疗法的最早尝试可追溯到 1970 年的一场未经批准的临床治疗，当时美国医生斯坦利科恩（Stanley Cohen）试图通过注射含有精氨酸酶的乳头瘤病毒来治疗一对姐妹的精氨酸血症，该尝试以失败告终。52随后科学家们试图通过引入正常基因组替换突变基因组的方式，达到治疗目的。但在基因疗法的早期阶段，一直没有出现将外源基因传递给人类细胞的有效工具。直到 20 世纪 80年代末，病毒载体兴起。相应的公共监管体制也在那时候建立起来120、，并在 90 年代起正式批准基因疗法用于人体临床试验。1990 年，美国 FDA 正式批准了第一个基因疗法临床试验，美国国立卫生研究院进行了世界上首次人体基因疗法的临床试验。一名年仅4岁患有先天性腺苷脱氨酶缺乏症的小女孩，经过基因疗法技术导入正常的腺苷脱氨酶基因，患儿的免疫能力得以提高，获得了明显的治疗效果。这项临床试验的成功成为当今生物医学发展最重要的篇章。此后，世界各国都掀起了基因疗法的研究热潮。然而，在 1999 年，美国一位 18 岁少年 Jesse Gelsinger 进行了针对先天性鸟氨酸转甲酰酶缺陷症的基因疗法临床试验后，体内产生了严重的免疫反应，并于 4 天后去世。这名 18 121、岁少年成为了首名死于基因疗法临床试验的患者。基因疗法因此遭受重创，人们对基因疗法的热情骤然间降至冰点。随后的 2002 年底到 2003 年，法国巴黎 Necker 儿童医院报道重症联合免疫缺陷综合征（SCID-X1）接受基因疗法的患者中，有 2 例出现了类白血病样症状。这次又一次引发了公众对基因疗法安全性危机的大讨论。从此，人们对基因疗法的期望跌到了低谷，基因疗法临床试验也因此受到了更严格的监管。腺相关病毒（AAV）作为新的基因递送载体，安全隐患和免疫原性已大大降低，几乎没有毒性和致病性，在 NIH 的相关评级中也是处于最安全等级，这也是为何 AAV 会成为当下基因治疗领域应用最为广泛的病毒122、载体。但是在过去几年中，与 AAV 疗法安全性相关的报道频出，让科学家与监管机构对该疗法的安全性进行了重新审视与思考。比如，诺华已上市的 AAV 基因疗法 Zolgensma，在 2022 年 8 月被报出两名患有脊髓性肌萎缩症(SMA)的儿童在接受 Zolgensma 治疗后，因急性肝功能衰竭而死亡；安斯泰来用于治疗 X 连锁肌小管性肌病的一款 AAV 候选药物 AT132 曾先后在四名儿童患者中出现了肝毒性问题，并引起了严重的并发症。另外，在一项使用 AAV8 递送凝血因子 FVIII 基因治疗 A 型血友病的动物实验中，10 年随访结果发现 5 只接受治疗的模型犬发生了 AAV 整合，且123、融合后的细胞出现增殖现象，预示着致癌的可能。从过往出现的各种不良事件中，人们逐渐总结出规律：AAV 疗法的安全性问题在表面上与剂量相关，而剂量背后隐藏的本质是 AAV 的免疫原性与组织靶向性。未来仍需进一步消除载体毒性和免疫原性，提高基因导入体内的靶向性。533.1.1 病毒载体基因疗法的免疫原性挑战除了物理屏障外，rAAV 还会遇到免疫系统建立的许多生物屏障，包括预先存在的免疫、补体激活、先天免疫受体以及适应性 B 细胞和 T 细胞免疫。基因疗法的免疫反应a）预先存在的 AAV 特异性抗体可以与 rAAV 相互作用并阻断其靶细胞进入。细菌来源的肽内切酶 IdeS 及其同源物能将完整的抗体切割124、成 Fab 和 Fc 片段，或者衣壳可以被 EV 修饰或封装以防止抗体识别。b）给予高剂量的 rAAV 时观察到补体激活。粘附在细胞表面的 rAAV 通过与补体 C1qs 结合来激活经典途径，补体 C1qs 切割 C4 和 C2 形成 C3 转化酶 C4b2b，然后 C3 被切割并形成 C5 转化酶，该转化酶将 C5 裂解成 C5b，C5b 与 C6-9 结合形成直接导致细胞裂解的膜攻击复合物（MAC），导致肝脏或肾脏损伤。环肽 APL-9（C1 抑制剂，C1inh），依库珠单抗（C1、C3 和 C5 抑制剂），可抑制补体激活级联反应。c）已被证明与 rAAV 相互作用的先天受体，包括病毒衣壳125、激活的 TLR2、未甲基化 CpG 激活的 TLR9 和传导 dsRNA 的 RIG-I/MDA5，已被证明可以促进炎症。许多通路成分可以被药物抑制剂靶向。此外，端粒衍生的 io2 序列可以抑制 TLR9 介导的转基因识别。d）适应性免疫是指抗原特异性B细胞和T细胞反应。B细胞可以产生靶向rAAV衣壳的抗体，54从而消除重新给药的可能性。细胞毒性 CD8+T 细胞可以识别来自转基因和 rAAV 衣壳的外源肽，并启动转导细胞的杀伤。转基因的 miRNA 结合位点可以与细胞 miRNA 相互作用，导致转录降解。在抗原呈递细胞中，这种设计可能会阻止转基因衍生肽呈递给 T 细胞。此外，抗 CD20 抗126、体利妥昔和mTOR 抑制剂雷帕霉素可用于减少适应性反应。随着对 AAV 疗法安全性问题的重视，越来越多的改进策略也被开发出来。这些策略主要涉及以下五个方面：1、加强患者筛查，优化给药方案2020 年，UniQure 的血友病 AAV 基因疗法被报出一名接受治疗的受试者患上了肝细胞癌，然而经过调查后，发现这位患者原本就患有慢性乙型和丙型肝炎，本就是肝细胞癌的高发对象，因而鉴定肿瘤的发生与 AAV 治疗无关。这一事件也提醒了临床试验的开展人员，在给药前务必对患者的身体健康状况进行更加细致的评估与分类，并且根据患者的具体情况制定相应的给药剂量与干预方案。目前，AAV 治疗引发的不良事件主要有肝毒性、127、血栓性微血管病（TMA）、背根神经节（DRG）毒性和神经毒性，这些都是需要特别予以重视的方面。另外，监管机构也提出，在给药剂量的设定上，是否除了患者的体重外，还应考虑其他因素，比如年龄、疾病的严重程度，或者设定一个总载体数量的上限？由于AAV载体天然对肝脏有着较高的亲和力，所以高剂量载体自然会增加肝脏负担，除此之外，免疫原性问题也会随之而来。在目前开展的临床试验中，除眼科和 CNS 这类局部给药的疾病类型外，基本都会提前检测受试者体内的 AAV 抗体水平，并对受试者进行入组筛选，或者使用合适的免疫抑制剂。但是目前采用的预先抗体检测方式和标准并无统一。FDA 曾在 2020 年发布了一项针对罕见128、病基因治疗的行业通用指南，在指南中 FDA 鼓励临床试验的申报者开发必要的伴随诊断方法，并将其与 AAV 基因疗法一并进行 BLA 申请。2、衣壳改造，提升组织特异性AAV 的衣壳蛋白以二十面体的构型聚集在一起并且形成刺状突起，介导与目标细胞表面蛋白质的相互作用，这也就使得不同衣壳蛋白的 AAV 载体具有不同的组织靶向性，同时也具备不同的免疫原性。在过去，人们往往通过局部定点注射的方式进行非肝靶向的组织给药，以实现 AAV 在特定区域进行扩散，比如脑立体定位注射、肌肉定点注射、心肌原位注射等。但若要进一步实现 AAV 感染特定组织细胞，则需要具有组织特异性的血清型。55 常见 AAV 血清型与129、组织亲和性近一两年来，其实各大制药巨头都纷纷开启了对新一代 AAV 衣壳的争夺战，通过对 AAV衣壳的合理设计与工程化改造，或是定向进化，或是寻找新型的野生型 AAV，以获得组织靶向更强、转染效率更高、免疫原性更低的新型 AAV 载体。更特异的组织靶向性不仅可以扩大 AAV 疗法的适应症范围，也可以有效降低对肝脏的毒性；更高的转染效率则支持更低剂量的给药方案，不仅降低成本，也可提升安全性。3、优化基因表达盒目的基因在体内的表达依托于重组在 AAV 基因组上的基因表达盒，包括启动子、目的基因与转录终止信号，这些成分的不同设计将直接影响目的蛋白翻译的效率、持久性与组织特异性。根据启动子的表达特征，130、启动子一般可以分为组成型、诱导型和组织特异型三类。其中组成型启动子在不同组织中的表达水平没有明显差异，可连续不断地启动基因表达，例如巨细胞病毒（CMV）启动子；诱导型启动子则可以在某些特定的物理或化学信号刺激下，大幅提高基因的转录水平，如四环素启动子 TRE；组织特异型启动子则只在特定的组织器官中驱动目标基因表达。因此，除了开发新的 AAV 血清型外，还可以通过选择合适的启动子来实现目标基因在特定组织细胞中的表达，或者避免在非靶标组织中表达，以提高 AAV 疗法的安全性，这在静脉给药的 AAV 疗法中显得尤为重要。56例如国内企业至善唯新，在其治疗血友病 A 的 AAV 候选疗法 ZS802 131、中，就使用了其自研的全球最小的肝脏特异性启动子；惟佑基因也建立了一个“安全开关”的 AAV 基因治疗平台，可严格控制基因治疗高剂量表达导致的不良反应，并可及时关闭目标基因的不良表达。国外的 AAV 基因疗法企业 AskBio 曾在 2019 年收购了 Synpromics，而这家公司的独特之处便是利用专有的数据和生物信息学平台 PromPT，驱动启动子设计，生产突破性的细胞选择性合成启动子。另外，启动子上的 GC 含量、剪接位点、转录终止信号、核酸二级结构等，也会影响目的基因的表达，而表达效率的高低关系着载体剂量的使用，更高效的表达效率意味着仅需要更少的衣壳量即能达到同等的治疗效果，从而降低患132、者的安全风险。除优化启动子外，直接修改目的基因也可能产生更好的疗效。例如去年上市的首个针对血友病B的AAV基因疗法，来自UniQure/CLS的Hemgenix，则使用了凝血因子IX的变体FIX-Padua，它具有过度激活的 R338L 突变，活性是天然 FIX 的 6-7 倍，使得在血友病 B 患者中的疗效提升了 5-10 倍。同时该疗法采用了肝脏特异的启动子，在治疗效果与安全性方面均表现良好，这也是其能够快速顺利获批的主要原因。4、采用合适的给药途径，优化给药装置AAV 的体内给药（注射）方式分为局部给药和系统性给药，一般根据疾病部位与性质选择合适的给药方式。比如对于眼科疾病，采用的局部给133、药方式有玻璃体腔内注射、视网膜下注射；对于肌肉系统疾病，则一般采用肌肉注射，包括心肌；对于神经系统疾病，则多采用脑立体定位注射、脑脊液注射、腰椎鞘内注射等。视网膜下注射示意图57局部给药可以有效地使载体在靶组织富集，避免广泛的生物分布，从而最大限度地减少毒性，但同时对滴度的要求会更高。为了提高给药效率，同时也减少对患者的伤害，一些新的给药装置正在被开发和使用。比如在靶向 CNS 的疗法中，有研究人员使用计算机模型来了解患者个体的脑脊椎流动动力学，以更精确地输送载体；Orbit Biomedical 公司开发了一款视网膜下精确给药的套管装置 Orbit SDS，可无需切除玻璃体或进行视网膜切开术134、；圣路易斯华盛顿大学医学院的研究团队开发了一种使用超声介导的鼻内给药方式（FUSIN），以将AAV高效递送至大脑中。5、优化工艺，提升纯度AAV 载体的生产过程较为复杂，可采用的制备方式也有多种，目前对于 AAV 的生产工艺并无统一标准。但无论采取哪种生产体系，对于终产品的纯度与杂质检测，监管机构均有明确要求。AAV 生产过程涉及的主要杂质这些杂质在安全性方面或可能引发致癌风险，如宿主细胞 DNA 残留、错误包装的病毒颗粒等；或引起更强的免疫反应，如宿主细胞蛋白残留、空衣壳、病毒颗粒聚集体等，因此优化上下游生产工艺，以获得滴度与纯度更高的 AAV 载体终产品，对于 AAV 疗法的安全性提升有着135、重要意义。在过去数年 AAV 疗法的高速发展推动下，相关的生产工艺已经有了大幅提升。比如在纯58化过程中用到的亲和层析，从早期的肝素发展到 AVB Sepharose（AVB 琼脂糖凝胶），现在还有 POROS CaptureSelect Affinity 树脂、AAVX（通用衣壳亲和树脂），结合能力与回收率不断提高，也让一些新型的 AAV 血清型有了更好的选择。值得一提的是，即便材料与技术在不断进步，但是依然没有某一标准的方法流程能够适用于所有 AAV 疗法，因为血清型、目的基因的不同都会影响载体颗粒等电点，另外上游细胞系的选择与原料等因素也会产生不同的下游工艺需求。正是这种复杂性，使得 A136、AV 疗法这一领域中的药物研发企业与 CDMO 服务商之间形成了紧密合作，双方共同推动 AAV疗法的安全性提升。3.1.2 基因疗法的组织靶向性挑战现有基因治疗载体的核心话题是基因到达靶细胞的效率，理想状态下只要能把基因递送到指定的细胞上，许多疾病基本可以治疗，但实现起来有诸多困难。比如，肝脏疾病只有40%的传递效率，眼科疾病 20-40%，脑科疾病甚至低于 10%(由于血脑屏障)；理想的基因治疗载体特性：1）具有靶向特异性，能靶向特定的器官、组织、细胞，且可以高效转导、长期稳定表达转基因；2）有足够的空间来容纳和递送大片段的治疗基因；3）具有高转导效率，能感染分裂和非分裂的细胞；4）缺乏自动137、复制载体自身的能力，具有较低的免疫原性的或致病性，不会引起炎症；5）高度稳定、易制备、可浓缩和纯化，具备大规模生产的能力。其中：对于靶细胞的转染效率与安全性(毒性)直接相关，因为较高的转染效率意味着较低的使用剂量，直接降低了细胞毒性，最典型的就是肝毒性。AAV 疗法的器官靶向性主要来源于两点，衣壳的改造和启动子的改造。通过定向进化和AI 设计，可以将不同血清型的 AAV 重新组合以增强器官选择性。组织特异性启动子和合成启动子的使用也可以进一步提升组织选择性。AAV 的直径在 25nm 左右，携带的基因组也很小，在5kb左右。所以用AAV载体携带大型基因，如Dystrophin基因治疗DMD疾病138、时，需要合理设计基因长度。3.1.3 基因编辑疗法的潜在安全性风险CRISPR 技术在治疗遗传性疾病领域显示出巨大的潜力，此外，这项技术还能通过靶向与疾病进展相关的特定基因，用于开发治疗慢性病等其他疾病的新疗法。然而，基因编辑技术的应用也伴随着安全隐患。一个主要的担忧是脱靶效应的风险，这可能导致意外突变或其他有害后果。当 CRISPR-Cas9 系统在 DNA 的非预期位置进行切割时，可能产生无法预59测且潜在有害的基因变化。另一个值得关注的问题是，基因编辑后的细胞重新注入人体时可能引发免疫反应或其他不良反应，尤其是像 Casgevy 这样的体外 CRISPR 疗法。使用 CRISPR-Cas139、9 进行基因编辑的潜在风险还包括细胞毒性和基因组不稳定性，在实际临床应用中需要对其进行详细评估和管理。CRISPR 技术还可能通过逆转录造成 DNA 的大范围重排，理论上可能引发肿瘤。尽管这种情况较为罕见，但鉴于 CRISPR 技术通过编辑数百万个细胞来进行某些治疗，这意味着癌症风险的潜在增加，因此采取预防措施是必要的。此外，基于 CRISPR 技术的疗法治愈程度和可能产生的长期影响仍需进一步研究。虽然有相当一部分人将其视为潜在的治愈方法，但需要长期数据来支持这一观点这需要的是对患者余生的持续跟踪，而不仅仅是 10 年或 15 年后的数据。最后，接受这种疗法的患者在多大程度上能保留生育能力，以140、及能否采用辅助生殖技术，也是一个需要仔细考虑的关键问题。与骨髓移植类似，基于 CRISPR 的基因编辑治疗中涉及的化疗也可能损害生育能力。患者可以考虑冷冻卵子和精子，但这并不意味着他们能够负担得起体外受精的高昂费用。一些学者指出，如果当患者准备孕育孩子时，却因为负担不起体外受精的费用而无法利用冷冻的卵子，那么这样做究竟有何益处呢？还有研究表明，CRISPR 可能诱导大片段的染色体缺失，P53 能抑制 Cas9 对基因组的编辑，Cas9 会激活 P53 引起的 DNA 损伤，促进 P53 突变富集，也就是筛选到的成功实现编辑的细胞可能是 P53 有缺陷的细胞，增加了癌变风险。将 CRISPR 应141、用到人体试验的安全性和有效性仍有待进一步评估。3.2 临床应用挑战虽然 AAV 载体在临床上有诸多应用优势，但依然存在一定的局限性，这也给 AAV 的临床应用带来挑战。以首个获批上市的基因治疗药物 Glybera 为例，它使用 AAV2 载体将产生功能性脂蛋白脂肪酶的基因递送到患者骨骼肌，以降低患者胰腺炎的发病率，但是不能彻底治愈。Glybera 针对的适应症过于罕见（发病率约为百万分之一）而且误诊率较高，由于其高昂的治疗费用和较少的市场需求，上市后只有一位患者接受了该药治疗，只得于2017 年黯然退市，仅上市短短 3 年。这表明，虽然 AAV 作为基因治疗中的明星载体，拥有其他病毒载体无法比142、拟的优点，但临床中仍存在较多局限性。60临床研究难度大基因疗法通常针对罕见的疾病，这意味着有少数人患上了这种疾病。这意味着收集足够的潜在治疗的研究数据或寻找足够的有资格参加临床试验的人员可能需要更长时间或更困难。而且针对不同的疾病或遗传缺陷，基因疗法产品往往需要有个性化、针对性的方案设计。一些罕见病在人群中发病概率低，突变基因的基因频率也不高，往往很少有普适性的治疗方案，这时就要针对相关突变设计个性化治疗。而个性化的药物将极大地影响药物的治疗潜力。基因疗法需要在适当的时间在适当的组织水平表达基因。这意味着，许多研究都是以最好的方式传递基因材料。人的免疫系统的反应也需要根据治疗来考虑。临床前试验143、的参考价值有限小鼠的评价体系在灵长类动物上的参考价值有限，一些疾病模型也很难与临床患者吻合，比如肌肉组织的功能性评估等，因此相关方案可能不容易直接转化到临床治疗中。但是这些研究和探索也奠定了极好的基础，随着灵长类实验动物和疾病模型的构建，将来的相关研究可能更接近于人体实验，研究成果也会更容易转化到临床应用。3.3 序列设计挑战核酸序列的设计。1）直接影响目标蛋白的表达，以及分泌效率；2）DNA 序列决定了蛋白的表达，同时也决定了表达蛋白的二级、三级结构(蛋白的折叠与空间构象，是生命科学的最重要话题之一)；3）蛋白的二级与三级结构又直接会影响到从靶细胞(如肝脏细胞)向血液中的分泌能力。这是决定药144、物剂量的第一个因素。将核酸序列递送至靶细胞中，即：递送问题。如何更加有效的将核酸序列递送至靶细胞，取决于载体的递送效率、载体的制备质量、对靶细胞的转染效率。这是决定药物剂量的第二个因素。工业化生产(CMC，临床转化)。基因治疗的 CMC(关键化学、制造和控制)不同于传统的化学药，在整个 IND 临床报批、上市后稳定生产供应要求更高，而且有一点非常关键：基因治疗是新兴技术，获批上市的产品为数尚少，不像传统的小分子与大分子药，没有大范围的可遵循的 IND、BLA(NDA)、CMC 固定行业标准，所以企业与监管机构的61有效沟通显得格外重要。一款优秀的基因治疗产品，第一个需考虑的要素是致病基因。比如145、DMD，序列改造很重要，将改造后的序列装进容量有限的 AAV 里面做成药，是几乎所有基因治疗产品都要面对的首要核心话题;又譬如血友病 A，删除 B Domain，如何保留序列、如何引入外源序列、增强分泌，亦是一个核心的 science 话题。针对翻译后蛋白合成过程进行优化，特异性启动子，蛋白折叠、适量表达等多种因素；启动子效果不能太强、也不能太弱，根据具体的治疗蛋白需求，设计恰到平衡的启动子是关键之一；针对蛋白质分泌过程进行优化，增加目标蛋白向血液中的分泌效率(外泌率)、提高目标蛋白的活性；譬如，如何让肝脏细胞把蛋白快速分泌到血液循环中，真正起到治疗效果；如果生产的蛋白不能正确的折叠、不能有效146、的分泌出细胞膜，而是“憋”在细胞里面，就会造成毒性。上述两点使得治疗效果得以改善，同时可以降低治疗剂量，这对于基因治疗是关键制约因素之一。序列设计往往在过分强调载体优化的大背景下被忽略。3.4 商业化挑战极度高昂的治疗费用基因疗法往往用于少数群体，很多基因突变对人类健康造成严重威胁，但是这些突变在人群中存在的频率又很低。花费昂贵代价开发的相关治疗方案只能帮助到少数人，这时候很多研发机构就会考虑将人力和物资用到能造福更多人的研究中。另外，基因疗法的特点决定了治疗次数有限，一次或少数几次就能实现治愈。因此相比传62统疗法，基因疗法的费用和成本就会更高。Zolgensma 的药物定价超过 200 万147、美元 1 针。引进国内每针也超过 1300 万元。蓝鸟生物的Zynteglo 和 SKYSONA，价格超过 280 万美元每支。3.5 社会伦理挑战体细胞基因疗法是符合伦理道德的，但试图纠正生殖细胞遗传缺陷或通过遗传工程手段来改变正常人的遗传特征则是引起争议的领域。生殖细胞基因疗法虽然在人类尚未实施，但在动物实验已获成功，转基因的动物出现，既给人类生殖细胞基因疗法带来了希望，同时也带来未知的隐忧，是阿拉丁神灯还是潘多拉魔盒，无人知晓。因此，需加强宣传基因疗法的科学性与安全性，以提高人们的对基因疗法的科学认识，同时，建立并完善医疗法制与措施也是必要的。2018 年，受“世界首例基因编辑婴儿事件”148、影响，我国开始加强生物安全、基因技术和生物医学等领域的立法。2019 年颁布生物安全法、中华人民共和国人类资源遗传管理条例，2020 将基因编辑、克隆人类胚胎植入人体或动物体内的行为列入刑法，“情节严重的，处三年以下有期徒刑或者拘役，并处罚金；情节特别严重的，处三年以上七年以下有期徒刑，并处罚金”2021 年施行的民法典也明确表明“从事与人体基因、人体胚胎等有关的医学和科研活动，应当遵守法律、行政法规和国家有关规定，不得危害人体健康，不得违背伦理道德，不得损害公共利益。”从监管层面明显趋严及更加规范。第四章 基因疗法的技术发展趋势基因疗法相关技术主要包括基因编辑技术（如 CRISPR/Cas9149、）和递送系统技术（病毒载体、非病毒载体），基因编辑技术可编辑基因序列，起到替换、沉默或增补基因的作用；递送系统可携带治疗性基因或基因编辑工具并将其导入靶细胞。早在 20 世纪 70 年代，美国著名科学家 Friedmann 和 Roblin 就提出了基因疗法的概念，但由于缺乏合适的递送系统，一直未能实现临床应用。基因疗法所使用的核酸及所需蛋白质存在电荷较高、体积较大等问题，很难独自穿过细胞膜进入细胞中，因此需要借助载体进行递送，实现治疗作用。63另外，递送技术不仅决定了基因能否准确高效地传递至靶细胞，还直接影响基因在细胞内的表达水平和治疗效果。如果递送效率低下，基因表达量不足，将无法达到预期的150、治疗效果。此外，递送技术的安全性也是至关重要的，它直接关系到患者的生命健康和基因疗法领域的长期发展。因而，从技术角度和商业价值来看，基因疗法的递送载体作为壁垒最高，生产成本最高的环节，其技术突破及开发生产能力是基因疗法的核心。几十年来，研究人员开发了几种可以突破各类生理屏障的递送载体，目前常见的递送载体主要分为病毒载体和非病毒载体。病毒载体和非病毒载体的对比常见的病毒载体包括逆转录病毒（Retrovirus）、慢病毒（Lentivirus）、腺病毒（Adenovirus）、腺相关病毒（Adeno-associated virus，AAVs）、单纯疱疹病毒（Herpes simplex viru151、s，HSV）等。病毒载体可以高效递送基因，但也存在诸多不足，包括生产成本高，宿主范围有限、潜在的免疫反应、毒性、整合位点的不确定性等。几种病毒载体常见参数对比非病毒载体则更容易实现大规模生产和化学表征，有更高的载量和转基因能力，毒性低且免疫原性和炎症反应小。当下主要的非病毒载体包括质粒、脂质体、纳米颗粒等。644.1 非病毒载体基因治疗技术新趋势基因治疗的成功在很大程度上取决于递送载体的开发，这种载体可以选择性地、高效地将基因输送到靶细胞。病毒在递送方面是十分有效的。然而，人们对使用病毒的安全方面的担忧使非病毒递送系统成为一个有吸引力的替代方案。与病毒载体相比，非病毒载体在使用简单、易于大规模152、生产、易于化学修饰和缺乏特异性免疫反应等方面具有优势。非病毒载体通常用于转移下列类型的核酸，包括化学合成的小 DNA（寡核苷酸）或相关分子、大 DNA 分子（质粒 DNA）、RNA（Ribozymes、SiRNA、mRNA）。基于此，大量的非病毒基因递送载体，如聚合物材料、无机纳米材料、细胞穿膜肽、阳离子脂质、N-乙酰半乳糖胺（GalNAc）等被开发用于基因疗法。其中，脂质纳米粒（LNP）和 GalNAc这 2 种递送系统已在临床中实现了大规模的应用。非病毒载体主要可分为化学方式和生物方式两种。它们可以使用电穿孔/电转（Electroporation/Electrontransfer）这类物理153、方式使得基因进入细胞质。：使用电转化仪施加电压产生一系列电流导致细胞膜的磷脂双分子层重新排列，形成小孔，从而此外还有如微针（Microneedles）、基因枪（Gene Gun）、超声/声波穿孔（Ultrasound）等通过物理方式的药物递送手段，但目前均还处于早期研发阶段。4.1.1 化学方式的非病毒载体01 质粒质粒(plasmid)是一种亚细胞的有机体，是染色体或染色质以外的独立复制的复制子，能自主复制，是与细菌或细胞共生的遗传单位。通常质粒是专指细菌酵母菌、丝状真菌和放线菌等生物中染色体以外的 DNA 分子。目前已上市的质粒载体药物有 2 种，分别是Neovasculgen 和 Col154、lategene。02 脂质体脂质体（Liposome）以磷脂作为主要成分，具有自发形成的闭合球形结构，由一个或多个同心弯曲脂质双层膜和胆固醇组成。主要分为有单层脂质体、多层脂质体、免疫脂质体、隐形脂质体、脂质囊泡凝胶、脂质卷、纳米脂质体。目前进展最快的是 Vical 公司的Allovectin-7 疫苗，已经进入了 III 期临床，该疫苗包含了编码 HLA-B7 和-2 微球蛋白的DNA 序列的质粒和脂质复合物。03 纳米颗粒65纳米颗粒（nanoparticles）是粒径在 10-1000nm 范围内的颗粒状分散体或固体颗粒，可分为有机纳米颗粒和无机纳米颗粒。其中：有机纳米颗粒包括阳离子聚155、合物纳米颗粒和基于脂质的体系等，典型的有机纳米颗粒包括脂质体、纳米乳剂、树枝状聚合物和聚合物纳米颗粒。无机纳米颗粒（INPs）由无机颗粒和可生物降解的聚阳离子合成。典型的无机纳米颗粒包括金属、金属氧化物和碳材料（如富勒烯、纳米管、纤维）和由超顺磁性氧化铁纳米颗粒（SPION）组成的磁性纳米颗粒。IMNN-001 是一种比较有代表性的纳米颗粒基因疗法，由 IMUNON 公司开发。它是一种包裹在纳米颗粒递送系统中的 IL-12 DNA 质粒载体，用于治疗晚期卵巢癌的局部治疗，目前已经进入了 II 期临床。04 聚合物聚合物（Polymers）通过表面物理吸附或化学结合、内部结构包载药物的形式，可以156、实现药物安全靶向递送，也可以实现药物的缓控释。分为线型聚合物、树枝状大分子聚合物和超支化聚合物。目前有 enGene 公司开发的用于卡介苗（BCG）无应答的非肌层浸润性膀胱癌（NMIBC）的 EG-70，已进入了 I/II 期临床试验阶段。05 转座子转座子由一个携带 CAR 的质粒和一个携带转座子酶的质粒组成。它具有装载量大、安全性高等优势。转座子是存在于染色体DNA上可自主复制和位移的基本单位，可以通过切割、重新整合等一系列过程从基因组的一个位置“跳跃”到另一个位置，根据中间体的不同发挥“复制粘贴”或“剪切粘贴”的作用。常见的转座子系统有睡美人转座子（Sleeping Beauty，SB）157、，PiggyBac 等。目前有 Immusoft公司的 iduronicrin genleukocel-T 进入了临床 I 期，这是一款针对 iduronidase(IDUA)靶点治疗 I 型黏多糖贮积症疾病的药物。66睡美人转座子进行基因递送睡美人转座子系统由催化转座所需酶和能够在基因组内位移的转座子组成，能够产生特定的 DNA 插入到动物基因组中。其最早在鱼类基因组中发现，通过转座酶密码子优化、修饰转座子序列、筛选转座酶变体等方法提高睡美人转座子系统基因插入的效率和大片段的转座率。Zsuzsanna Izsvak 等人曾改良了转座酶使得效率提高了 100 倍；Querques 等人创建了一158、种新型转座酶变体，显著提高其稳定性和溶解性，经过其修饰的 CD19 CAR-T 在小鼠模型中显示出了良好的生物学活性和抗肿瘤能力。PiggyBac 转座子来源于鳞翅目昆虫，有短的末端反向重复序列（ITR）和一个开放编码框（ORF），具有广泛的转座活性。转座时转座酶与转座子末端结合形成短暂的发夹结构，通过其 3OH 末端攻击靶 DNA 序列中 TTAA 位点的 5 末端，以实现精确整合，其特点是在发挥作用后在供体 DNA 上不留下足迹。PiggyBac 转座子具有较高的安全性，同时，研究人员通过随机突变的方法对转座酶进行了优化，提高了转座效率。6706 外泌体外泌体（Exosomes）是一种由活159、细胞(如肿瘤细胞、血小板、抗原呈递细胞等)主动分泌的脂质双分子层膜性囊泡，具备天然活性、高生物相容性、低免疫原性和低毒性等优势，被认为是潜力巨大的基因递送载体之一。目前美国的 Codiak 一直致力于其专有的外泌体技术平台 engExTM 促进外泌体作为载体的发展。4.1.2 生物方式的非病毒载体细菌载体将治疗疾病的基因整合至细菌染色体构建出基因工程菌，将其开发为一种活体生物药，用于治疗疾病，被整合入致病基因的细菌被称为细菌载体。已有 SNIPR Biome 公司的 SNIPR-IBD 和 SNIPR-CVM 这 2 款药物进入了临床前阶段，分别针对溃疡性结肠炎和代谢疾病及心血管疾病；此外还有160、诺思兰德针对结直肠癌的 NL006 进入了临床前阶段。此外还有 3DNA 载体，是由独特设计的 DNA 链交联网络组成，将合成的 DNA 单链杂交形成多层 DNA 支架，可以附着特异性抗体、肽链、多糖等等分子，从而实现靶向递送。目前相关药物还都处于早期研发阶段，Code Biotherapeutics 就是一家专注于开发基因疗法新型递送载体的企业，他们开发了基于合成 DNA 的 3DNA 递送平台。4.2 AAV 衣壳修饰改造在基因治疗中，病毒载体技术是目前最主要基因导入方式，该技术的进步很大程度上驱动着基因治疗领域的发展。近二十年来，腺相关病毒（AAV）载体掀起该领域的临床热潮。AAV 作为161、一种小型无包膜细胞病毒在递送系统中有很多优势，比如无致病性、高效持续表达、易于操作等。目前多个临床试验证明 AAV 作为治疗性基因递送载体具有显著的优势和良好的应用前景。但 AAV 载体的临床应用仍然存在以下问题亟待解决：AAV 衣壳的固有免疫原性可激活宿主免疫反应，影响基因治疗的安全性，导致无法重复给药，从而影响基因治疗的有效性；AAV 载体缺乏靶向性，阻碍体内基因治疗递送和细胞转导效率；AAV 载体具有潜在的宿主基因组整合能力。AAV 衣壳的形状和组成是影响 AAV 进入细胞的关键因素，所以如何通过改造 AAV 衣壳蛋白获得具有组织或细胞靶向性的高效基因递送载体就成为了基因治疗研究领域的核162、心问68题。近年来，基于合理设计、定向进化和化学方法修饰等基因工程策略的 AAV 衣壳修饰已广泛用于 AAV 基因靶向递送研究。AAV 衣壳改造主要方法（来源：Nature Reviews Drug Discovery）从制药巨头的合作方向来看，眼科与 CNS 疾病领域或将成为未来一段时间内 AAV 疗法发展的热门方向，并且在临床前研究中，针对 CNS 领域的 AAV 衣壳改造的论文也越来越多。治疗 CNS 领域疾病面临的最大问题就是如何穿越 BBB。在 2019 年，有研究人员通过侧脑室内或静脉输注 AAV9 载体，成功穿越血脑屏障，达到了治疗疾病的效果，自此，AAV9载体成为了一种能够穿越163、血脑屏障、治疗中枢神经系统疾病的有效载体。目前针对 CNS 的衣壳改造主要还是以 AAV9 为主，这种血清型的 AAV 载体在脑和脊髓中分布广泛，同时靶向神经元和星形细胞，在静脉注射后更容易穿过血脑屏障。在 2022 年10 月，美国哈佛大学团队在 Nature 子刊发文，利用 Rational design 成功对 AAV9 进行改造、优化以及筛选，得到的 AAV.CPP.16 可以高效跨越血脑屏障；加州大学团队改造出的69AAV.CAP-B10 可以在高效突破血脑屏障的同时不在肝脏富集。与此同时，AAV5 也可以用于 CNS 领域的疾病，例如 Voyager 的 TRACER 衣壳发现平台164、识别出了一种新的 AAV5 衍生变体 VCAP-100，与非人类灵长类动物传统 AAV9 衣壳相比，VCAP-100 的脑转导和脊髓转导高 20 倍。除此之外，中科院徐富强团队研究出的 rAAV11也可以高效逆行靶向投射神经元。这意味着，对野生型AAV衣壳改造可以突破原有的限制，无论是哪种野生型AAV，在特定靶向性的前提下都有突破限制、实现高效药物递送的潜力。这也就意味着，对于 CNS 领域疾病，乃至所有可以用基因疗法治疗的疾病领域而言，众多未发现的衣壳中仍有不少极具治疗潜力，对现有的 AAV 衣壳进行工程化改造也可以使其转导能力更上一层楼。近年来，AAV 创新衣壳改造与衣壳发现平台越来越吸引165、大厂与投资人的目光，成为了新的“吸金利器”。合理设计改造AAV载体衣壳的主要途径是合理设计，即通过基因工程技术改造衣壳蛋白编码序列，从而赋予 AAV 靶向性或提高其基因转导效率。已有大量研究证实，将组织和细胞靶向性短肽或蛋白质编码序列插入衣壳蛋白编码序列，经基因转录、翻译后形成新的重组 AAV衣壳蛋白，可获得具有特定组织或细胞靶向性的重组 AAV 载体。该方法不仅可重新定向衣壳，而且具有抑制免疫反应的能力。虽然对衣壳结构进行合理的改造可改善其靶向性，但也会对衣壳的稳定性等其他特性产生负面影响。而点击化学的引入可对病毒粒子组装后的衣壳进行修饰，通过点击化学氨基酸的方法可使寡核苷酸位点特异性地偶联166、到 AAV 衣壳表面，从而有效地保护 AAV 颗粒不受中和抗体的吞噬。定向改造合理设计方法的局限性是对AAV细胞表面结合、内化、转运、脱壳和基因表达的认识不足。而定向改造更有优势，其基础在于对自然进化的模拟，衣壳在自然选择压力下产生具有特定生物学特性的遗传变异（如组织特异性、免疫逃逸和转基因表达）。它是一种高通量的基因工程方法，即通过模拟自然进化的过程，诱导蛋白质编码基因突变，产生具有定制特性的蛋白质。经典的 AAV 定向进化策略包括 DNA shuffling、随机多肽序列插入和噬菌体展示，由此制备 AAV 衣壳蛋白编码序列的随机重排序列文库，包装 AAV，然后通过多轮体内或体外的细胞和组织167、感染、富集、筛选步骤，获得具有定制特性的 AAV 衣壳。70衣壳文库的定向进化不需要事先了解改造过程中所涉及的分子机制。如通过 3 倍突起处嵌入多肽序列文库进行反复的体外筛选，获得了具有显著重定向取向的衣壳。最近开发的 rAAV 载体，其可优先靶向 HIV-1 感染的 H9 T 细胞系。其中较显著的定向改造方法是基于 Cre 重组的改造。该方法采用在 3 倍突起的位置插入随机多肽片段，依靠Cre 重组酶来修复设计到载体基因组中的反向聚腺苷酸序列。利用该方法进化出的衣壳突变体能够绕过血脑屏障高效转导至中枢神经系统。化学修饰外源性多肽或蛋白质插入通常受到 AAV 衣壳蛋白插入位点和容量的限制，也常168、导致 AAV衣壳蛋白无法正确组装，因此限制了合理设计策略在 AAV 衣壳靶向性修饰中的应用。为解决上述问题，研究者新开发了基于化学修饰的 AAV 衣壳靶向性修饰策略，基于合理设计，但可通过对 AAV 衣壳蛋白进行化学修饰，使其能结合靶细胞特异性受体的配体分子或抗体，从而使 AAV 具备细胞靶向性，由此实现配-受体或抗体介导的 AAV 靶向转导。DNA-蛋白质相互作用也可用于 AAV 靶向性修饰。如蛋白标签 HUH 能与特定序列单链DNA(5-CCA GTT TCT CGA AGA GAA ACC GGT AAG TGC ACC CTC CCT GAT GA-AmMO-3)形成共价键结合。此 A169、AV 衣壳可通过其 HUH 标签与单链 DNA 共价修饰的任何抗体结合，从而成为了一种“通用型”靶向 AAV。上述两种方案尽管提供了制备“通用型”靶向修饰 AAV 的方法，但仍需要对衣壳蛋白进行基因重组，有可能导致 AAV 组装问题。利用计算机生物信息学改造近年来，运用计算机生物信息学改造新型衣壳的方法受到广泛关注。使用计算机工具大大提高了载体的设计方法，该方法不需要完全理解 AAV 衣壳的生物学特性。使用计算设计生成具有增强转导的新衣壳变体，是利用 DNA 序列知识和 AAV 血清型之间的系统发育分析来构建潜在的祖先 AAV 衣壳文库。发表在 Nature 上的一项研究发现AAV 血清型之间170、的 32 个可变位置适合生成祖先 AAV 衣壳库；这些衣壳在不同细胞系中具有与天然 AAV 血清型相似的转导效率，并且比 AAV1 更有效地转导小鼠肌肉。美国国立卫生研究院(NIH)一项研究利用该技术发现了载体 Anc80L65，在小鼠肝脏、骨骼肌、视网膜和耳蜗中具有很好的转导疗效。此外，发表在 Nature 上的研究表明，人工71合成的 AAV2.7m8 载体感染外耳毛细胞的效率高于 Anc80L65。计算机学习模型设计 AAV 衣壳4.3 基因编辑疗法治疗常见病的未来基因编辑技术的发明及完善也推动了功能缺陷基因的修复，成为基因治疗新的研究热点之一。TALEN 技术的出现使切割基因组上任意位171、置的 DNA 序列成为可能，而 CRISPR 在哺乳动物细胞中的成功应用大大简化了基因编辑的难度，现已成为主流技术在基础研究中广泛应用。基因编辑为纠正或改变基因组提供了精确的手术刀，克服了病毒载体介导的半随机基因组插入缺点。基因编辑疗法已经在多个领域展现出其巨大的潜力。在遗传性疾病方面，科学家们已经成功利用基因编辑技术修复了导致囊性纤维化、镰状细胞病和杜氏肌营养不良等疾病的基因突变。在癌症治疗方面，基因编辑技术可以通过精准地破坏癌细胞中的特定基因，达到治疗癌症的目的。此外，基因编辑技术还在传染病防治等方面展现出巨大的应用前景。722023 年 12 月，由 CRISPR Therapeutic172、s 和 Vertex 联合开发的 CASGEVY 获 FDA 批准上市，治疗镰状细胞病(SCD)患者。这是 FDA 批准上市的首款 CRISPR 基因编辑疗法。Verve 公司的 VERVE-101 是首个进入临床开发阶段的体内单碱基编辑疗法。2022 年，由单碱基编辑先驱刘如谦博士联合创建的 Beam Therapeutics 公司也将启动临床试验，检验用于治疗镰刀状细胞贫血症的单碱基编辑疗法 BEAM-101。目前，大部分基因疗法针对的患者群体为患者人数较少的罕见疾病，将基因编辑技术用于治疗常见病需要克服多种挑战：首先是疗法的安全性，由于患者人数众多，控制基因编辑的脱靶效应至关重要。与 C173、RISPR 技术相比，单碱基编辑无需切断 DNA 双链，就能够完成基因的精准编辑。如果说CRISPR-Cas9技术是修改基因组的“剪刀”，那么单碱基编辑方法就是“铅笔和橡皮”，可以擦除并重写基因中的一个字母。理论上，它可能降低脱靶效应，带来更高的安全性。Verve 开发的 VERVE-101 的另一个重要特征是使用脂质纳米颗粒（LNP）作为递送单碱基编辑疗法的载体。与基因疗法中常用的病毒载体不同，LNP 递送的单碱基编辑疗法只在人体中短暂存在，进一步降低了单碱基编辑的脱靶风险。LNP 载体技术在 mRNA 疫苗中的成功应用同时也验证了 LNP 载体大规模生产的可行性，这些生产技术可以很容易被用174、于生产携带单碱基编辑疗法的 LNP 载体，为生产治疗常见病的单碱基编辑疗法奠定了基础。4.4 AI 助力基因疗法随着生物大数据的不断积累，算法的不断迭代更新，量子计算机等算力实现突破性发展，AI 在医药领域的研发应用日益成熟。目前已经有 AI 设计的药物进入临床研究。在基因疗法等方面，AI 也发挥着越来越多的作用。对于基因编辑疗法而言，预测 CRISPR 靶位点的算法可以帮助识别具有遗传序列或表观遗传特征的基因组位点，从而以最小的脱靶活动提高编辑效率。另外，AI 驱动的衣壳工程化改造将会改变基因治疗药物递送的格局，但从降低免疫原性来看，非衣壳改进策略也很重要，例如：通过改造载体基因组降低先天免175、疫的激活、与靶向免疫调节剂共同给药以诱导对载体的耐受性或消耗预先存在的抗衣壳抗体。上述降低免疫反应的非衣壳改造策略应该在与衣壳改造策略的协同作用，有望为载体有效重复给药铺平道路，同时也进一步提高了基因治疗的安全性和疗效。以基因疗法的关键载体腺相关病毒（AAV）载体为例，已经出现公司和药企利用 AI73的方式加速 AAV 载体的优化，以期实现病毒产量、组织靶向性、免疫原性等等方面的性能提升。美国知名公司 Dyno 已经就此技术达成 54 亿美元的合作订单，国内亦有公司布局此项技术，预计近期将会取得亮眼的成绩。除此之外，在动物模型的构建、蛋白药物的设计研发等等涉及到大数据使用的场景下，AI 都可以176、显著加速基因疗法各个环节的研发，为基因疗法赋能。下面简要介绍国内外 3 家 AI 赋能基因疗法开发公司。4.4.1 Dyno TherapeuticsDyno Therapeutics 成立于 2018 年，由哈佛大学医学院 George Church 及其团队与瑞典卡罗林斯卡医学院（Karolinska Institute）和瑞典隆德大学（Lund University）的原始研究人员成立。公司利用 AI 设计新一代 AAV 载体，使基因疗法更加安全有效，基因药物工业化制备成本更低。Dyno CapsidMap 平台Dyno 的 CapsidMap 平台代表了一种应用 AI 和 wet la177、b 方法来构建新型 AAV 衣壳的变革性方法，旨在优化 AAV 衣壳的组织靶向性和免疫逃逸能力，以及提高包装能力和容易生产的特点。与传统方法不同，CapsidMap 特别适合同时优化衣壳，以进行跨多个器官的递送，为多种疾病提供更为有效的全身治疗。Dyno Therapeutics CapsidMap 平台通过机器学习方法对系统化、快速优化 AAV 衣壳，提高靶向能力和有效负荷，克服免疫逃逸和生产制造的局限。4.4.2 Arbor BiotechnologiesArbor Biotechnologies 于 2016 年由著名学者张锋博士联合创立，旨在利用机器学习驱动的74平台发现新的基因编辑蛋178、白，并且基于这些蛋白开发为疾病“量身定制”的基因编辑疗法。该公司的初始重点是肝脏疾病和中枢神经系统的治疗。随着 Arbor Biotechnologies 不断发展，该公司还与 Vertex Pharmaceuticals 合作进行了几项基因编辑和离体细胞治疗，拓宽其新型核酸酶技术应用范围。Arbor 公司计划通过 AI 优化核酸酶，开发新的基因编辑器，并为疾病制定个性化基因编辑系统，以攻克传统技术无法纠正的遗传问题。2021 年 11 月，Arbor Biotechnologies 宣布完成超额认购 2.15 亿美元的 B 轮融资。截止 2022 年，该公司融资超过 3 亿美元。2024年 179、5 月 8 日，Arbor Biotechnologies 宣布收购 Serendipity Biosciences，将现有的创新资产包括基于 Fanzor、IsrB 和其他未公开的可编程编辑技术，用于补充并扩展了 Arbor 现有的编辑能力。这一收购将使 Arbor 拥有的基因编辑酶能够覆盖 90%以上基因组的基础上，进一步锁定日益增长的基因编辑技术专利权。4.4.3 西湖云谷智药西湖云谷智药是一家致力于将人工智能技术赋能基因编辑治疗方法研究的创新企业。目前，其正着手开展一系列深度学习模型的开发，并全方位优化改进CRISPR基因编辑技术，实现从靶点发现、新编辑工具开发、新靶点基因治疗策略开发180、到最终成药的一体化技术，打通 Biotech+AI 进行基因编辑治疗系统开发的全流程。4.4.4 本导基因本导基因是一家基因治疗创新药物研发商，拥有 VLP mRNA 递送平台、下一代慢病毒载体平台、基因编辑平台。数因信科是一家利用人工智能技术开展药物研发工作的高科技公司，致力于将人工智能技术应用到药物研发的每一个环节。2022 年，本导基因已经与数因信科达成战略合作，双方将在基因治疗与人工智能领域建立长期全面的战略合作关系。数因信科将提供疾病靶点发现、基因治疗载体靶向性预测与设计、核酸药物设计等技术服务，本导基因将基于数因信科的需求，为其提供靶点或药物验证、载体平台等技术服务，致力于开发真正181、意义的 First-in-class 基因治疗药物。第五章 基因疗法监管政策5.1 国外基因疗法政策美国 FDA 对于基因疗法行业主要在优化改革审批和支付方式方面作考虑。FDA 原局长斯科特戈特利布在任期内多次强调加速审批对于推动创新疗法发展的重要性。他表示：“这类产品主要是针对致命的、灾难性的疾病开发的，而这些疾病长期以来一直缺乏有效的治疗方法。因此，我们愿意接受更多的不确定性，以便及时获得有前景的疗法。”事实上，FDA 在近年来针对基因疗法的快速审批方面不断取得进展和突破。FDA 针对新75型疗法的快速通道正在改变传统的临床试验模式，将I期、II期、III期临床试验合并为I期、II 期/I182、II 期临床试验以及批准后的验证性 III 期临床试验。由于基因疗法针对某些疾病的患者数量较少，这也使得制药公司有机会在监管机构的参与和批准下尝试创新的试验设计，包括单臂临床试验和新的或替代的试验终点。与传统药物不同，基因疗法的患者群体较小、治疗窗口较窄以及前期成本较高导致了较高的治疗费用。然而，近年来 FDA 在基因疗法支付方式方面的积极探索使得基因疗法的商业化变得更加可行。诺华等公司则采取了分期付款的方式支付、Zolgensma 等药物的费用。这些有益的尝试在确保患者受益的同时，也为基因疗法的商业化铺平了道路。随着基因疗法将关注点从数量较少的罕见病患者群体转移到更广泛的人群中，支付方式还需183、要对整体的效益成本进行综合考量。当前，已经获得批准的基因疗法主要集中在单基因罕见病领域。这类疾病通常具有明确的基因组目标，但长期缺乏有效的治疗手段。因此，它们往往可以通过加速监管审查通道，如美国食品药品监督管理局（FDA）的再生医学先进疗法认定（RMAT）或突破性疗法认定（BTD）获得批准。这使得这一小群且治疗需求迫切的患者成为基因疗法的理想受益者。5.2 国内基因疗法政策在我国，基因疗法、基因编辑技术如以药品注册上市为目的开展各项研究和商业化活动，不仅受到药品管理法（2019 修订）等一般药品法律的规制，还需遵守相应领域单行法律规范性文件的监管要求，包括但不限于 人基因治疗研究和制剂质量控制184、技术指导原则体内基因治疗产品药学研究与评价技术指导原则（试行）体外基因修饰系统药学研究与评价技术指导原则（试行）等。我国基因治疗产品最早监管法规可以追溯到 1993 年由原国家科学技术委员会颁布的“基因工程安全管理措施”的首次发布，至今我国对基因疗法行业的监管已经经历了近 30 个年头，经历了最初有限制的自由发展期、全面叫停的整顿期之后正在逐步走向鼓励发展的规范化道路。2020 年 12 月 30 日，国家药典委正式出台人用基因治疗制品总论，该总论对基因治疗产品的生产制造、产品检定、质量控制等各环节做出详细的要求，体现出了我国对基因疗法生产要求的逐渐规范化。2021 年，CDE 连发两份关于基185、因疗法临床研究和非临床生物分布研究的技术指导原则，监管规范化逐步加强，有效弥补了国内技术指导原则体系缺口。根据2021年12月3日CDE颁布的 基因治疗产品长期随访临床研究技术指导原则（试行），具有基因组整合活性的载体（例如-逆转录病毒和慢病毒载体）和转座子元件建议观察不短于 15 年；可以产生持续感染、或有潜伏再激活风险的细菌或病毒载体（如单纯疱疹76病毒）建议观察 15 年或至数据表明不再存在任何风险（感染或再激活）；腺相关病毒载体建议观察 5 年或至数据表明不再存在任何风险。根据该指导原则，腺相关病毒（AAV）载体安全性风险最小，观察时间最短，与此趋势一致，AAV 也是目前应用最为广泛且186、最为重要的基因治疗病毒递送载体。我国在基因疗法领域的基础研究和临床试验开展较早，首个临床试验可追溯到 1991 年（B型血友病患者展开的基因疗法治疗临床试验），但当时对基因疗法的监管政策法规相对滞后，对于研究开发的多个环节设计的具体内容没有详细要求与规定，约束性不强。2003 年，国家药监局发布“人类基因疗法研究和剂型质量控制技术指导原则”，逐步开始加强基因疗法的监管。2018 年，中国开始加强对基因疗法及生物安全等领域的技术指导和法律法规制定。近年来相继发布基因疗法产品长期随访临床研究技术指导原则（试行基因疗法产品非临床研究与评价技术指导原则（试行）基因修饰细胞治疗产品非临床研究技术指导原则187、（试行）体内基因治疗产品药学研究与评价技术指导原则（试行）等文件，持续优化我国基因疗法监管体系。针对如上国内关于基因治疗产品法规，整理汇总到下表。下述将对我国基因疗法和基因编辑技术核心监管要点做简要阐析。775.2.1 基因疗法临床前研究监管要点1）临床前研究动物种属监管要求基因治疗产品作用机制特殊且多样，起效方式复杂，非临床试验设计、实施以及研究设计中试验类型、时间安排和灵活性，可能与其它药物的非临床研究存在不同。为此，国家药监局药品审评中心（“CDE”）于 2021 年 2 月 9 日发布基因治疗产品非临床研究与评价技术指导原则（试行）（“指导原则”），指导原则提出：在适当情况下，基因治疗188、产品研发中应考虑其他非临床研究指导原则的建议，如用于支持基因治疗产品研发的非临床安全性研究应遵循药物非临床研究质量管理规范（GLP），而基因治疗产品研发与其他指导原则的非临床试验建议不一致的特殊情况下，适用本指导原则。其中，不同于以患者为对象的临床试验，主要为临床试验提供支持性信息的基因治疗产品非临床研究应在相关动物种属中开展，指导原则明确可选择野生型、免疫缺陷型、人源化或其它基因修饰的动物。某些情况下可以采用非常规的动物种属和品系开展非临床试验，如基因修饰啮齿类动物（例如转基因或基因敲除）、其它啮齿类动物（例如叙利亚仓鼠、棉鼠等）、以及非啮齿类动物（例如绵羊、猪、山羊、马等）。但采用前述非常189、规的动物种属和品系需提供对应的科学依据。2）临床前研究其他特殊性要求除前述动物种属监管要求外，鉴于基因治疗产品具有生物学复杂性、作用具有持续性等，指导原则在药理学、药代动力学、毒理学、首次临床试验起始剂量、关键非临床研究等方面均规定了相应特殊性要求，如：（1）由于种属和免疫状态的差异，基因治疗产品在人体内的表达、分布和作用与在模型动物中可能有较大不同，可选用替代产品（如治疗基因使用来自模型动物的同源基因，或使用基因修饰的模型动物细胞、组织和类器官等）进行 POC 研究等；（2）基因治疗产品生物分布研究应采用足够的剂量，以临床拟用的给药途径，在相关动物种属或动物模型中开展，不仅包括导入基因的检测190、，还可能包括导入基因表达产物、载体的检测。采样时间点的安排应能体现基因治疗产品体内过程的特点，至少包括在靶组织和非靶组织的峰值和稳态阶段等。5.2.2 基因编辑技术临床研究（IIT）监管要点根据IIT 试行管理办法的相关规定，临床研究过程中，医疗机构及其研究者要充分尊重研究对象的知情权与自主选择权。同时，严禁违规向受试者或研究对象收取与研究相78关的费用。特别地，在国家卫健委 2019 年 2 月 26 日发布的生物医学新技术临床应用管理条例（征求意见稿）中，将基因编辑技术等涉及遗传物质改变或调控遗传物质表达的技术列为高风险生物医学新技术，此类临床研究由国务院卫生主管部门（即卫健委）管理。II191、T试行管理办法对此也明确规定，临床研究的有关信息应在国家医学研究登记备案信息系统按要求完成上传，完成登记的临床研究有关信息，通过系统或国家卫健委明确的平台向社会公开，接受同行和社会监督。值得注意的是，如相关企业或机构在开展基因编辑技术临床研究过程中，存在未保障受试者知情同意等权益，违规向受试者收取费用以及未依法进行相应研究项目备案等情形的，不排除面临承担（1）被要求立即改正；（2）停止违规开展的研究、妥善保护受试者权益；（3）被相关卫生健康行政部门依法处理；（4）构成犯罪的，移交司法机关依法处理等相应法律后果的风险。此外，如受试者相关权益受到了侵害，相关企业机构可能还将面临相关民事索赔争议纠纷192、等相关法律问题。5.2.3 基因疗法产品临床试验监管要点1）长期随访监管要求基因疗法临床试验除需遵守一般药物临床试验的管理规范外，基于其自身技术特点，还需额外遵守特殊的对应监管要求。如基因治疗通过引起人体的永久或长期的变化达到治疗效果，这些变化在人体内长期存在，因此，可能增加不可预测的风险如迟发性不良反应等。为了评估和降低迟发性不良反应等风险，并了解治疗效果随时间延长的变化，有必要对接受基因疗法临床试验的受试者开展长期随访。为此，CDE 于 2021 年 12 月正式发布基因治疗产品长期随访临床研究技术指导原则（试行）。2）临床试验其他监管要求此外，根据人基因治疗研究和制剂质量控制技术指导原则193、的有关规定，在向国家药监局申报基因治疗临床试验时，除须准备“研究内容和制品质量控制”材料外，还需提供国内外研究现状和进展（综述）与本研究或制品的知识产权情况等，以方便 CDE 更好地了解申报过程中基因治疗在国际范围内的临床技术价值。值得注意的是，如相关企业机构在开展基因治疗产品临床试验过程中，未满足上述监管79要点及相关技术指导原则的其他相关要求，根据药品管理法（2019 修订）药品注册管理办法（2020）以及药物临床试验质量管理规范（2020 修订）等法律法规及规范性文件的有关规定，不排除存在被处以“责令限期改正，给予警告，罚款，责令停产停业整顿直至吊销药品批准证明文件”等相关行政处罚的风险194、。5.2.4 基因疗法和基因编辑技术数据监管要点1）临床试验数据的合规性和真实性要求原国家食药监局于2015年7月22日发布 关于开展药物临床试验数据自查核查工作的公告提出：所有已申报并在总局待审的药品注册申请人，均须按照药物临床试验质量管理规范等相关要求，对照临床试验方案，对已申报生产或进口的待审药品注册申请药物临床试验情况开展自查，确保临床试验数据真实、可靠，相关证据保存完整。其后，原国家食药监局进一步发布关于药物临床试验数据核查有关问题处理意见的公告，对药品注册申请人、研究者、药物临床试验机构和合同研究组织（“CRO”）的临床数据合规性和真实性责任划分如下：根据药品管理法（2019 修订195、）与最高人民法院、最高人民检察院关于办理危害药品安全刑事案件适用法律若干问题的解释（2022）的有关规定，若相关主体违反临床试验等数据合规性和真实性要求，可能面临如下行政责任乃至刑事责任。临床试验数据真实可靠是基因疗法和基因编辑技术合规监管的重点要求之一，且实践中不乏因临床试验数据造假被予以行政处罚的企业机构。由此，为了避免出现基因疗法和基因编辑技术研发面临“从头再来”的风险，相关企业机构需将临床试验数据合规作为研发工作的重要板块之一；在委托 CRO 开展临床试验的情况下，需加强对 CRO 的项目监督，切实做好数据稽查等相关工作。2）跨境合作项目中人类遗传资源跨境传输要求实践中，开展基因疗法和196、基因编辑技术研究一定程度上涉及到人类遗传资源的应用或传输，而从事人类遗传资源相关活动主要受到生物安全法人类遗传资源管理条例及人类遗传资源管理条例实施细则等法律法规的规制。人类遗传资源包括人类遗传资源材料和人类遗传资源信息。其中，（1）人类遗传资源材料是指含有人体基因组、基因等遗传物质的器官、组织、细胞等遗传材料；（2）人类遗传资源信息包括利用人类遗传资源材料产生的人类基因、基因组数据等信息资料，不包括临床数据、影像数据、蛋白质数据和代谢数据。基于我国人类遗传资源跨境传输的现有要求，如基因疗法和基因编辑技术企业机构的跨境80合作项目涉及利用我国人类遗传资源的，需要结合不同的利用情形对应遵守相应的197、监管要求及办理行政许可、备案、事先报告及信息备份等手续：构成外方单位的相关企业不得向境外提供中国人类遗传资源生物安全法规定，境外组织、个人及其设立或实际控制的机构（“外方单位”）不得向境外提供中国人类遗传资源。人类遗传资源管理条例实施细则第 14 条就构成外方单位的情形进行了规定，除了以法律、行政法规、规章规定的其他情形作为兜底规定外，其他三种构成“设立或实际控制”的情形包括：对于基因疗法和基因编辑技术企业机构而言，则需要判断其是否构成外方单位，如构成外方单位，则不得向境外提供中国人类遗传资源。相关跨境合作项目中涉及我国人类遗传资源的部分活动，则需要采取与我国科研机构、高等学校、医疗机构或者企198、业（“中方单位”）合作的方式开展。国际合作科学研究行政许可与备案如相关跨境合作项目涉及国际合作科学研究的，则应按照规定（1）申请国际合作科学研究行政许可，或（2）申请国际合作科学研究备案，但备案仅适用于以上市为目的、不涉及人类遗传资源材料出境的在临床医疗卫生机构开展的国际合作临床试验。需要注意的是，人类遗传资源管理条例实施细则明确要求不得将涉及多中心临床研究的国际科学研究合作、国际合作临床试验拆分后申请行政许可或备案。国际合作科学研究在取得行政许可或备案后的实施过程中，如国际合作协议中已约定由合作双方使用，不需要单独事先报告和提交信息备份，但如果（1）研究已结束或（2）相关跨境合作项目涉及向合199、作双方以外的外方单位或境外个人提供或开放使用的，则应依法办理科技部事先报告并提交信息备份手续。人类遗传资源材料出境如相关跨境合作项目涉及需将我国人类遗传资源材料运送、邮寄、携带出境的，则应依法单独提出申请或在开展国际合作科学研究申请中列明出境计划一并提出申请，取得科技部出具的人类遗传资源材料出境证明。提供或开放使用人类遗传资源信息如相关跨境合作项目仅涉及将我国人类遗传资源信息向外方单位或境外个人提供或开放使用的，则应向科技部事先报告并提交信息备份。其中事先报告的事项包括提供或开放使用81我国人类遗传资源信息的目的、用途、相关信息及信息备份情况、信息接收方的基本情况、对我国人类遗传资源保护的潜在200、风险评估情况等。此外，如提供的人类遗传资源信息为（i）重要遗传家系的人类遗传资源信息；(ii)特定地区的人类遗传资源信息；（iii）人数大于500例的外显子组测序、基因组测序信息资源；（iv）可能影响我国公众健康、国家安全和社会公共利益的其他情形等的，还应通过科技部组织的安全审查。若未遵守前述监管要求，依据人类遗传资源管理条例第 36 条、第 38 条及第 39 条等相关规定，相关企业/机构将面临被处以责令停止、没收违法所得、罚款等对应行政处罚的风险。值得关注的是，2023 年 3 月 7 日，在十四届全国人大一次会议第二次全体会议上公布的国务院机构改革方案，包括重新组建科技部、完善老龄工作体201、制等内容，其中明确承担“中国人类遗传资源管理办公室”日常工作的中国生物技术发展中心划入国家卫健委。后续人类遗传资源跨境传输监管工作的衔接和安排还需国家卫健委进一步出台相应实施细则明确。5.2.5 其他监管要点除了上述总结的核心监管要点外，待基因疗法、基因编辑技术产品正式注册上市后，还将面临国家对产品商业化生产和经营的监管。例如，在生产过程中，相关企业机构需要关注对应生产主体是否有药品生产的相应资质、是否满足 GMP 要求等；在经营过程中，需要关注对应销售主体是否有药品销售的资质、是否满足 GSP 要求，同时还需关注广告合规、商业贿赂合规等法律合规问题。我国基因疗法相关政策发展历程主要分为 3 202、个阶段。1.自由发展阶段。1993-2015 年是自由发展阶段，国家颁发首批允许临床应用的第三类医疗技术目录，以及国务院取消第三类医疗技术临床应用准入的非行政许可审批，医疗技术的行政管理从“审批制转为“备案制”，减少了因各种繁复的审批手续造成的时间成本与精力成本。2.调整阶段。2015 年是调整阶段，原国家卫计委暂停了所有未经批准的第三类医疗技术的临床应用，明确要求所有免疫治疗技术仅可用于临床研究，“十三五”国家科技创新规划提出要发展先进高效生物技术，开展基因疗法等关键技术研究。3.规范化发展阶段。2016 年至今是规范化发展阶段，受全球震惊的“世界首例基因编辑婴82儿事件”的影响，我国开始加203、强基因疗法及生物安全等领域的技术指导和法律法规制定，至今已基本形成对基因疗法的全面监管政策。在多方动力的驱动下，我国基因疗法产业的发展逐渐推进、如火如荼。近年来，我国各省份积极出台各项政策，鼓励基因疗法行业发展。另外，国家、各地方相继出台一系列基因疗法领域支持政策，大力促进基因疗法行业的发展。其中包括国家、省市和其他相继将基因疗法行业列入到“十四五”规划中，明确其是十四五期间重点发展的细分赛道。第六章 总结基因疗法，作为医学领域的前沿科技，近年来呈现出迅猛的发展态势。其通过直接修改或调控人体基因，为众多遗传性疾病和复杂疾病提供了全新的治疗途径。从理论到实践，基因疗法不断突破传统治疗的局限，展现204、出巨大的潜力和希望。然而，基因疗法的发展之路并非一帆风顺。技术安全性、伦理道德、法律法规以及高昂的治疗成本等挑战一直伴随着这一领域的进步。特别是在技术层面，如何确保基因编辑的精确性、避免潜在的脱靶效应、以及长期的安全性监测都是亟待解决的问题。尽管如此，科学家们并未停止探索和创新的脚步。随着生物技术的不断进步和科研投入的加大，基因疗法领域正不断取得新的突破。新的基因编辑工具、更精确的递送系统、以及更完善的安全评估体系都在为基因疗法的发展提供有力支持。展望未来，我们有理由相信，随着科学家们的不断努力和创新，基因疗法面临的许多挑战终将被解决。这一领域将不断成熟和完善，为更多患者带来福音和希望。同时，我们也需要认识到，基因疗法的发展是一个长期、复杂的过程，需要政府、企业、科研机构和公众的共同参与和支持。总之，基因疗法作为医学领域的新星，正以其独特的优势和潜力引领着医学的未来发展方向。尽管面临诸多挑战，但随着科学技术的不断进步和创新，我们有信心迎接一个更加健康、美好的未来。