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基因疗法使瘫痪小鼠再次行走 还有望让人类返老还童?

第一财经 2021-01-22 22:13:56

作者:钱童心    责编:宁佳彦

近年来,基因疗法广受资本追捧,相关初创公司估值飙升。但要开发出让更多人受益的基因疗法,仍然有很长的路要走。

德国研究人员近日在《自然通讯》杂志上发表论文,称使用基因疗法设计的细胞因子能使脊髓损伤后瘫痪的小鼠能够再次行走。科学家通过向大脑注射人类设计的蛋白,重新建立了迄今为止在哺乳动物中无法修复的神经连接。

近年来,基因疗法广受资本追捧,相关初创公司估值飙升。但要开发出让更多人受益的基因疗法,仍然有很长的路要走。

设计蛋白刺激细胞再生

德国波鸿鲁尔大学(Ruhr University Bochum)细胞生理学系教授迪特玛·菲舍尔(Dietmar Fischer)领导的研究小组开创的这种全新的疗法,已经首次在瘫痪小鼠身上得到验证,未来将进一步证明这种疗法是否有可能应用于人类。

菲舍尔教授表示,这项实验的特别之处在于,使用基因疗法,研究小组诱导了运动感觉皮层的神经细胞自身产生了治疗蛋白;而且这些经过设计的蛋白质不仅能刺激神经细胞,还可以通过注入大脑被进一步再生。

根据波鸿鲁尔大学的网站介绍,这种基因疗法将遗传信息载体注入小鼠的大脑,以产生一种叫做“超白介素6”(hIL-6)的蛋白质细胞因子,能刺激神经细胞再生。

通常情况下,由运动或事故引发的脊髓损伤会导致瘫痪,因为并非所有在肌肉和大脑之间传递信息的神经纤维(轴突)都能再生。

由于脊髓轴突受损后难以生长,为了寻找潜在的治疗方法,菲舍尔教授团队一直在研究hIL-6蛋白。他的研究小组在先前的研究中已经证明,hIL-6可以有效刺激视觉系统中神经细胞的再生。

“通过相对较小的干预,我们能刺激大量神经细胞的再生,这就是小鼠能再次行走的原因。”菲舍尔教授表示。接受治疗的瘫痪小鼠在两到三周后开始行走。

不过对于hIL-6这种细胞因子能够刺激细胞再生的机制,科学家表示尚不清楚。“白介素6(IL-6)是一种典型的促炎因子,会促进炎症反应和肿瘤的发生。”中科院生物上海生物化学与细胞研究所一位研究员对第一财经记者表示,“但现在hIL-6是如何刺激神经细胞再生的机制还不清晰,一种可能就是类似于自闭症的孩子经常发烧后会改善症状,我猜测它们可能有类似的机制。”

菲舍尔教授表示:“我们仅对少数神经细胞进行基因治疗就刺激了大脑中各种神经细胞的轴突再生,同时刺激了脊髓中的多个运动系统。我们对此感到意外,因为这是过去从来没有在完全瘫痪的试验中实现过的。”

该小组正在研究是否能够将这种疗法用于较大的哺乳动物,比如猪和狗,或是灵长类动物。“如果在较大哺乳动物中也仍然起作用,那么我们就会最终通过临床来确保该疗法对人类也是否也是安全的,但这肯定需要很多年。”菲舍尔教授表示。

此外,研究团队还在研究这种方法或类似方法能在多大程度上与其他疗法相结合,以进一步优化hIL-6的给药,并实现其他功能的改善。他们还将研究在损伤发生前使用这种蛋白是否仍对小鼠具有积极作用。菲舍尔教授强调:“这方面与在人类中的应用特别相关。”

一位中国神经科学临床医生对第一财经记者表示:“小鼠较强的自我恢复特性可能对未来潜在的治疗性药物在人类中的应用产生巨大的影响,期待这一疗法尽早在临床当中得到验证。”

资本追捧下的基因疗法仍有争议

瘫痪小鼠重新行走研究也让基因疗法在未来人类疾病治疗中的作用更受关注。就在本月早些时候,中国科学家也开发出一种全新的基因疗法,他们发现使一种被称为kat7的基因失活,可以逆转小鼠的衰老并延长它们的寿命。

科学家称这一发现也许有一天会有助于开发出对人类有用的类似疗法。中国科学院动物研究所衰老与再生医学专家曲静表示,希望未来能在灵长类动物上测试该方法,但这需要大量资金以及更多的研究证明。

基因疗法的光明前景也让该领域的初创公司估值飙升。去年基因治疗公司与眼科、AI诊断等生物技术公司成为全球最受资本追捧的领域。美国CRISPR Therapeutics、Editas和Intellia三大明星基因疗法初创公司的总市值接近250亿美元。

生物医药基金Loncar Investments创始人布拉德·隆卡(Brad Loncar)对第一财经记者表示:“基因疗法的企业估值已经出现了泡沫,这是因为全球好公司的标的仍然很少,使得这些公司的估值出现非理性的上涨。”

有研究人员认为,基因疗法仍然面临一些科学上尚未验证的挑战。基因疗法的本质是利用功能基因替换有缺陷的基因,大部分科学家转向两种类型的病毒将基因指令传递到细胞中。例如在瘫痪小鼠的试验中,科学家就利用腺相关病毒(AAV)的输注治疗。但是AAV作为病毒载体仍有争议,因为它可能会在某些人身上触发预先存在的免疫防御反应。

过去几年制药公司已投入了数十亿美元用于基因治疗项目。近三年中,基因和细胞治疗相关领域的收购交易规模至少达到了300亿美元。

2020年拜耳和礼来签署了大规模基因治疗领域的收购协议,礼来以10亿美元收购了基因疗法新锐公司Prevail;拜耳内部推出了基因和细胞疗法平台;辉瑞、诺华、强生等公司也进行了一系列小规模的基因治疗领域投资。

隆卡对第一财经记者表示:“基因治疗要满足人们非常高的期望,就必须要跳出罕见疾病领域,实现更大的商业价值。”

人们期待见证基因编辑技术真的能够像小鼠实验中验证的一样,让瘫痪的患者重新行走,甚至让人类返老还童。

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