撰文丨王聰
編輯丨王多魚(yú)
排版丨水成文
重組腺相關(guān)病毒(AAV)基因療法是治療多種疾病的有前景的療法。據(jù)估計(jì),目前已有超過(guò) 6000 名患者接受了 AAV 基因治療,未發(fā)現(xiàn)明顯的長(zhǎng)期毒性作用。然而,關(guān)于 AAV 整合后插入突變的風(fēng)險(xiǎn),長(zhǎng)期安全性仍存在擔(dān)憂(yōu)。
逆轉(zhuǎn)錄病毒和慢病毒載體則需要整合到宿主細(xì)胞基因組中才能發(fā)揮治療作用,這種整合在患者中已知存在基因毒性風(fēng)險(xiǎn)。相比之下,AAV 載體 DNA 主要以染色體外游離體形式存在于細(xì)胞核中,但 AAV 載體 DNA 能夠以極低頻率整合到宿主基因組中,在新生小鼠模型中,AAV 誘導(dǎo)的插入突變與肝細(xì)胞癌的發(fā)展有關(guān)。迄今為止,在犬類(lèi)中已發(fā)現(xiàn) AAV 載體 DNA 整合與克隆擴(kuò)增相關(guān),但在大型動(dòng)物模型或人類(lèi)中尚未發(fā)現(xiàn)與其與腫瘤發(fā)生或致癌有關(guān)的情況。
2026 年 5 月 13 日,國(guó)際頂尖醫(yī)學(xué)期刊《新英格蘭醫(yī)學(xué)雜志》(NEJM)發(fā)表了一篇題為:Neuroepithelial Tumor with AAV Integration after Intracisternal Magna Vector Delivery 的 Brief Report,報(bào)告了一例 5 歲患有重癥黏多糖貯積癥 I 型(MPSI)的男孩,在接受腦室內(nèi)注射AAV9型基因治療 4 年后,其腦部出現(xiàn)神經(jīng)上皮腫瘤。該患者成功切除了這一原發(fā)腫瘤,術(shù)后,其認(rèn)知功能仍與其年齡相符,這表明 MPSI 得到了緩解。對(duì)腫瘤的分子分析顯示,重組 AAV 載體元件發(fā)生重排并克隆整合到 PLAG1 基因中,表達(dá)出 AAV-PLAG1 融合轉(zhuǎn)錄本。
該病例提示了在特定載體設(shè)計(jì)、給藥路徑和宿主背景下,罕見(jiàn)的 AAV 整合事件可能具有致瘤潛能。這也是首例分子證據(jù),表明了 AAV 載體片段整合到人類(lèi)患者自身基因組中并與腫瘤發(fā)生相關(guān)。
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腺相關(guān)病毒(AAV)基因治療是當(dāng)今最前沿的醫(yī)療技術(shù)之一,已為全球超過(guò) 6000 名患者帶來(lái)希望,主要用于治療遺傳疾病。它通常被認(rèn)為是安全的,因?yàn)?AAV 載體主要以染色體外游離體形式存在于細(xì)胞核中,并不整合進(jìn)人類(lèi)基因組中。
然而,長(zhǎng)期以來(lái),科學(xué)界一直擔(dān)憂(yōu)其潛在的“插入突變”風(fēng)險(xiǎn)——即 AAV 載體 DNA 意外整合到宿主基因可能導(dǎo)致癌癥。此前,這種風(fēng)險(xiǎn)僅在新生小鼠實(shí)驗(yàn)中被觀(guān)察到。
這項(xiàng)發(fā)表于《新英格蘭醫(yī)學(xué)雜志》(NEJM)的報(bào)告,介紹了首例與 AAV 整合直接相關(guān)的人類(lèi)腫瘤病例,為 AAV 基因治療的安全評(píng)估敲響了重要警鐘。
病例回顧:一場(chǎng)與時(shí)間的賽跑
這位名為Adam的男嬰在新生兒篩查中被確診為重癥粘多糖貯積癥 I 型(MPSI),這是一種嚴(yán)重的溶酶體貯積病,由 IDUA 基因突變,導(dǎo)致α-L-艾杜糖醛酸酶(IDUA)缺乏,進(jìn)而導(dǎo)致多種有害的糖胺聚糖(GAG)在細(xì)胞內(nèi)異常蓄積,患者會(huì)逐步出現(xiàn)多器官損傷、認(rèn)知功能進(jìn)行性下降以及預(yù)期壽命明顯縮短。
該患者在 4 個(gè)月大時(shí)接受了無(wú)關(guān)供者的臍帶血造血干細(xì)胞移植。但由于供體嵌合度下降,病情仍有進(jìn)展風(fēng)險(xiǎn)。為挽救其認(rèn)知功能,他在 13 個(gè)月大時(shí)參加了一項(xiàng) AAV 基因治療臨床試驗(yàn),通過(guò)顱內(nèi)注射(枕大池注射) 接受了名為 RGX-111 的基于 AAV9 載體的基因療法,旨在讓大腦細(xì)胞持續(xù)產(chǎn)生其缺乏的 α-L-艾杜糖醛酸酶。
治療最初是成功的,治療 4 年后,當(dāng)該患者 5 歲時(shí),常規(guī)神經(jīng)影像學(xué)檢查卻意外發(fā)現(xiàn)其右側(cè)腦室內(nèi)長(zhǎng)出了一個(gè) 4x2x2 厘米的腫瘤。幸運(yùn)的是,這個(gè)腫瘤被成功完全切除。術(shù)后8個(gè)月隨訪(fǎng)顯示腫瘤無(wú)復(fù)發(fā)跡象。更令人欣慰的是,患者的認(rèn)知功能依然保持在與年齡相符的先進(jìn)水平,這證明基因治療在緩解其原發(fā)病方面是有效的。
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關(guān)鍵發(fā)現(xiàn):腫瘤的“分子指紋”
病理學(xué)家最初難以確定腫瘤類(lèi)型。但深入的分子分析揭示了真相——
1、基因融合:RNA 測(cè)序發(fā)現(xiàn),腫瘤細(xì)胞中存在一種特殊的 AAV-PLAG1 融合轉(zhuǎn)錄本,AAV 載體的調(diào)控序列錯(cuò)誤地連接到了人類(lèi) PLAG1 基因的第 5 個(gè)外顯子上。
2、AAV整合:通過(guò)單分子長(zhǎng)讀長(zhǎng)基因組測(cè)序,研究團(tuán)隊(duì)在腫瘤 DNA 中直接找到了證據(jù)。重排的 AAV 載體 DNA 片段整合到了 PLAG1 基因的內(nèi)含子區(qū)域,并且只整合在兩個(gè) PLAG1 等位基因中的一個(gè)上。
3、驅(qū)動(dòng)癌變:PLAG1 是一個(gè)在胚胎期活躍的轉(zhuǎn)錄因子,正常情況下在成年后沉默。一旦被異常激活,它就成為一個(gè)強(qiáng)效的原癌基因。在這個(gè)病例中,強(qiáng)大的 AAV 啟動(dòng)子“劫持”了 PLAG1 基因,導(dǎo)致其持續(xù)高表達(dá),進(jìn)而驅(qū)動(dòng)了腫瘤細(xì)胞的克隆性增殖。
4、特征性表達(dá)譜:該腫瘤的基因表達(dá)模式(例如 IGF2、DLK1 等基因顯著上調(diào))與已知的 PLAG1 家族中樞神經(jīng)系統(tǒng)腫瘤完全吻合,進(jìn)一步確認(rèn)了診斷。
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風(fēng)險(xiǎn)何在?未來(lái)何往?
這是 AAV 基因治療三十多年應(yīng)用歷史上,首次在人體內(nèi)證實(shí) AAV 載體整合可直接驅(qū)動(dòng)腫瘤形成。論文作者深入探討了可能增加此風(fēng)險(xiǎn)的因素——
治療場(chǎng)景的特殊性:患者接受的是顱內(nèi)直接注射,這使得腦室周?chē)氖夜苣ぜ?xì)胞暴露于高濃度的 AAV 病毒載體。這些細(xì)胞通常處于靜息狀態(tài),但該患者因原發(fā)病和干細(xì)胞移植史,其細(xì)胞增殖狀態(tài)可能異于常人。
載體設(shè)計(jì):使用的強(qiáng)效、廣譜的 CAG 啟動(dòng)子可能增加了在錯(cuò)誤位置激活基因的風(fēng)險(xiǎn)。
宿主因素:干細(xì)胞移植后的免疫狀態(tài)可能影響了機(jī)體的“腫瘤免疫監(jiān)視”能力。
當(dāng)然,作者也強(qiáng)調(diào),不能因這一孤立病例否定 AAV 基因治療的巨大價(jià)值。對(duì)于 MPSI 這類(lèi)致命疾病,早期進(jìn)行有效治療至關(guān)重要,其獲益遠(yuǎn)大于潛在風(fēng)險(xiǎn)。此案例的意義在于提示科學(xué)界和監(jiān)管機(jī)構(gòu)——
1、需要更精細(xì)的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估:未來(lái)應(yīng)針對(duì)不同疾病、不同載體設(shè)計(jì)、不同給藥途徑和劑量,進(jìn)行更審慎的獲益-風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。
2、開(kāi)發(fā)更靈敏的監(jiān)測(cè)工具:AAV 整合的檢測(cè)極具挑戰(zhàn)性,因?yàn)檩d體 DNA 存在斷裂和重排。此病例結(jié)合了長(zhǎng)讀長(zhǎng)測(cè)序、靶向 PCR 和 RNA 測(cè)序才得以明確。未來(lái)需要建立多方法互補(bǔ)的監(jiān)測(cè)體系。
3、長(zhǎng)期安全隨訪(fǎng)至關(guān)重要:對(duì)于接受基因治療的患者,尤其是兒童,需要進(jìn)行長(zhǎng)期、系統(tǒng)的隨訪(fǎng)監(jiān)測(cè)。
總的來(lái)說(shuō),這項(xiàng)研究首次在人體中將 AAV 基因治療與腫瘤發(fā)生聯(lián)系起來(lái),揭示了在特定條件下,AAV 載體整合到基因組敏感位點(diǎn)并激活原癌基因的潛在風(fēng)險(xiǎn)。這并非叫停基因治療,而是推動(dòng)其向更安全、更精準(zhǔn)的方向進(jìn)化。
論文鏈接:
https://www.nejm.org/doi/full/10.1056/NEJMoa2601608
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