近期,第三届⼈类基因组编辑国际峰会在伦敦如期进⾏。全世界的基因⼯程专家们共襄盛举,⼀同探讨基因编辑技术的前景和⻛险。聚光灯下,⼀位健康⾃信、神采⻜扬的⼥⼠穿过⼈群⾛上讲台。看得出来,第⼀次在这么多⼈⾯前讲话使她有些紧张。在深吸⼀⼝⽓后,她开始了她今晚的演讲:“晚上好。我叫维多利亚·格雷(Victoria Gray),今年37岁,是四个孩⼦的⺟亲,同时也是⼀名镰状细胞贫⾎病的幸存者……”
痛不欲⽣的34年⼩维多利亚3个⽉⼤时的某天,她的祖⺟正在给她洗澡。当时,她毫⽆缘由的⼤哭引起了家⼈们的警觉,于是她被带去急诊进⾏检查,那也是她的⾸次发病。在随后的检查中,维多利亚被确诊为镰状细胞贫⾎病。这是⼀种常⻅的遗传性⾎液疾病,患者基因中携带的遗传缺陷会使本应该健康、圆润且充满柔韧性的红细胞变成畸形的镰⼑型细胞。
这种细胞不能像正常的红细胞⼀样好好地携带氧⽓,它们既坚硬⼜带有粘性,常常会堵塞⾎管。⾎管的堵塞和缺氧则会导致患者身体重要器官受损。对于镰状细胞贫⾎病患者来说,他们患中⻛和⼼⾎管疾病的⻛险很⾼,许多患者都活不过中年。然⽽对这类患者来说,更难以忍受的是可能随时会发⽣的剧痛。⽬前,全世界⼤约有数百万⼈正遭受着这种令⼈痛不欲⽣的疾病的折磨,维多利亚曾经也是这数百万分之⼀。
在维多利亚的成⻓过程中,她很难像正常的孩⼦⼀样尽情玩耍,镰⼑状的红细胞令她没有精神、虚弱,还经常感染。她需要花⼤量的时间在医院接受治疗,⼀次⼜⼀次的输⾎,接着⼀次⼜⼀次的发作。尽管她努⼒跟上学校的课程进度,并考上了⼤学,但病痛使她最终不得不辍学,并放弃了成为⼀名护⼠的梦想。“有时候就像被闪电击中了胸⼝——浑身都剧痛。我甚⾄不能碰⾃⼰,或让⾃⼰感觉好受⼀些。
有时候我只能蜷缩着哭泣,除此以外我⽆法为⾃⼰做任何事情,”维多利亚在接受美国国家公共电台(NPR)的⼀次采访中说道,“这真的很可怕,当你不能⾛路,或者想举起⼀只勺⼦试图喂⾃⼰但却做不到的时候。”
虽然镰状细胞贫⾎病时不时地折磨着维多利亚,她还是结婚了,并成为了四个孩⼦的⺟亲。就像⼩时候她⽆法做对其他孩⼦来说再正常不过的事情⼀样,她同样⽆法做⼤多数⽗⺟能做的事情,例如和孩⼦⼀起玩蹦床或是带孩⼦参加⼀些体育⽐赛。她常常需要⼤半夜离开孩⼦们去医院寻求帮助,接受⽌痛药和输⾎治疗。疾病发作时,她很多天都⼏乎⽆法下床,但她依然努⼒地照顾她的四个孩⼦,努⼒保住⾃⼰的⼯作。
在⾼峰论坛上,维多利亚强忍着泪⽔描述了她作为⼀名镰状细胞贫⾎病患者的⽣活状况,包括⼀次特别痛苦的发病经历。“在住院期间,我⼀只⼿输着氯胺酮,另⼀只⼿输着氢吗啡酮,但还是没能⽌住疼痛。我把医⽣叫了进来,告诉他们我⽆法再忍受像这样活着了。我回到家,并不停地祷告,希望上帝能够给我回应。”痛苦的经历不⽌影响了维多利亚,还影响了她的家⼈。
她最年⻓的⼉⼦深深地被随时可能失去⺟亲的恐惧笼罩着,开始在学校⾥闹情绪。当学校的⽼师向她说出:“他真的相信你会死。”时,维多利亚再次哽咽了。为了让她的孩⼦们避免在幼年就遭受丧⺟之痛,也为了⾃⼰,维多利亚决定继续前进,积极寻求任何能够解救⾃⼰的⽅法。
勇敢成为⾸个接受CRISPR基因编辑治疗的患者镰状细胞贫⾎病的治疗⽅法较为有限,⼀些抗代谢药可能能够减少患者疼痛的发作,但也仅限于此。
此外就是接受⻣髓移植,但⻣髓移植的⻛险较⾼,且⼤多数患者依然⽆法治愈。但对于维多利亚来说,并没有更好的选择了。
就在她寻求接受⻣髓移植的可能性时,⽥纳⻄州纳什维尔三星百年医疗中⼼(TriStar Centennial Medical Center)⼉科⾎液学/肿瘤学的医学主任海达尔·弗朗古尔(Haydar Frangoul)博⼠告诉她,他们正在进⾏⼀项临床试验,试图使⽤CRISPR基因编辑技术来治疗镰状细胞贫⾎病。
但这是⼈类史上的⾸次尝试,他必须告诉维多利亚她需要承担的⻛险——尽管这项技术在细胞实验和动物实验中的效果都很好,但没⼈知道它在⼈类身上是否也会像预期的那样⼯作,接受治疗存在着很多的未知数,甚⾄可能会让疾病更严重。但维多利亚没有退缩,她勇敢地抓住了这次当⾸位受试者的机会。“我感到很兴奋。
”维多利亚表示,尽管她深刻地理解了成为⾸位受试者的⻛险——这项试验很可能只是研究的第⼀步,并且可能要经过多年才会使其他患者从后续的研究中获益,但她还是忍不住希望这种疗法对她也能有效。
她幻想着有⼀天,她能够“醒来但不会陷⼊疼痛中”,以及“因为做了某事⽽疲倦——⽽不是没有缘由就感到疲倦”。也许,她还能陪孩⼦们⼀起玩耍,并看着他们⻓⼤成⼈。“这对我来说意味着整个世界。”维多利亚满怀期待地说。
随后,维多利亚开始为接受治疗做准备。医⽣们从2018年的春天就开始从她的⾎液中取出⻣髓细胞,然后尝试使⽤CRISPR技术来破坏⻣髓细胞中的⼀个特定的基因——这种基因能告诉⻣髓细胞停⽌制造胎⼉⾎红蛋⽩,从⽽为维多利亚解锁了通常只在⼈类婴⼉时期使⽤的第⼆个版本的⾎红蛋⽩基因。胎⼉⾎红蛋⽩是胎⼉在⼦宫内成⻓时制造的⼀种蛋⽩质,⽤于从⺟亲的⾎液中获取氧⽓。胎⼉出⽣后,制造胎⼉⾎红蛋⽩的基因就会被关闭。
研究⼈员希望通过恢复胎⼉⾎红蛋⽩的产⽣,使⾜够多的胎⼉⾎红蛋⽩进⼊患者畸形的红细胞,或许就能使他们的红细胞重新变得柔软,并能正常输送氧⽓去该去的地⽅。
2019年7⽉2⽇,在接受了严格且难熬的化疗为基因编辑过的⻣髓细胞腾出⽣⻓空间后,维多利亚接受了⾸次CRISPR基因编辑治疗——弗朗古尔博⼠将⼤约20亿个基因编辑过的⻣髓细胞注⼊了维多利亚的身体中。
“他们把细胞放在⼀个⼤注射器⾥,当这些细胞进⼊时,我的⼼率⼀下⼦飙到很⾼,并令我有些难以呼吸。所以那个时刻对我来说有⼀点可怕和艰难,”维多利亚说。但注射结束后,她流下了幸福的泪⽔,她说她终于得偿所愿了。弗朗古尔博⼠告诉她,这些细胞并不能治愈她的疾病,但或许它们能预防这种疾病的⼀些并发症。此外,这些细胞是否能发挥作⽤,以及是否安全可能需要数周甚⾄数⽉才能获得第⼀个线索。
⼤约两个⽉后,维多利亚已经恢复到⾜以离开医院的程度了。不过,为了安全起⻅,她⼜在医院附近的公寓多住了⼏个星期。等到医⽣对所有关于细胞治疗的潜在直接副作⽤的担忧过去后,医⽣允许她踏上回家的旅程——回到她在密⻄⻄⽐州的孩⼦和家⼈身边。“这对我来说百感交集,因为我太爱他们了。我为他们做了这件事,因此它值得。”维多利亚在描述她接受基因编辑治疗后第⼀次回家的经历时这么说道。
医⽣在她临⾛前嘱咐道,她每⽉需要回到纳什维尔进⾏随访,以确定移植进去的基因编辑细胞是否能正常产⽣胎⼉⾎红蛋⽩,以及是否给她带来了更健康的红细胞。此外,维多利亚还需要详细地记录她的健康状况,包括她是否还会疼痛、需要多少⽌痛药以及是否还需要输⾎。
喜⼈疗效助推疗法上市2019年12⽉,维多利亚再次如约回到医院接受检查。这⼀次,弗朗古尔博⼠将向她展示了她最期待的⾎液检查结果。
“我对你今天的结果感到⾮常兴奋!”弗朗古尔博⼠微笑着将报告单递给维多利亚。结果显示,维多利亚体内经过CRISPR编辑的细胞似乎已经开始发挥作⽤了——她⾎液中近⼀半的红细胞已经携带胎⼉⾎红蛋⽩,这已经⽐医⽣认为的能够帮助缓解镰状细胞贫⾎病并发症所需的⾎红蛋⽩⽔平要⾼了。更令⼈惊喜的是,这种蛋⽩质的⽔平似乎还在继续上升。此外,从维多利亚的临床体征来看,这种基因编辑治疗也确实起效了。
⾃从维多利亚接受移植以来,她不再需要接受输⾎治疗,疼痛也消失得⽆影⽆踪——据她以往的经验,这段时间内她应该已经有⼀次疼痛发作了。维多利亚知道这仅仅是个开始,但她很⾼兴到⽬前为⽌⼀切都进展顺利。“我真的不需要任何奢侈的东⻄,我只想和我的家⼈、我爱的⼈和爱我的⼈过简单的⽣活——然后⼀直就这样活下去。“维多利亚说。
随着对维多利亚随访时间的延⻓,令科学家们振奋的消息接连传来。
接受治疗近⼀年后,她⾎液中约46%的⾎红蛋⽩仍然是胎⼉⾎红蛋⽩,并且在99.7%的红细胞中携带这种蛋⽩。此外,维多利亚的⻣髓细胞活检显示,超过81%的细胞含有产⽣胎⼉⾎红蛋⽩所需的遗传变化,表明基因编辑过的细胞在她的体内持续存活和运作着。
Exa-cel的作⽤机制:A,BCL11A是下调胎⼉⾎红蛋⽩表达的转录因⼦;B,exa-cel通过对BCL11A进⾏基因编辑,上调胎⼉⾎红蛋⽩的表达(图⽚来源:参考资料[6])。在维多利亚之后,⼀些β地中海贫⾎患者也接受了相同的基因编辑治疗。这类患者没有⾜够的⾎红蛋⽩,因此也有可能通过这种基因编辑疗法获益。
在β地中海贫⾎患者中初步的研究结果同样没有令⼈失望,德国⾸位接受相同治疗的β地中海贫⾎患者在不输⾎的情况下已经存活了15个⽉,还有⼀名患者在不输⾎的情况下已经存活了5个⽉。⼀切的证据都显示,在维多利亚身上发⽣的奇迹正在不断发⽣。随后,更多镰状细胞贫⾎病患者和β地中海贫⾎患者加⼊了临床试验,期待着同样的奇迹能在他们身上上演。
“它确实改变了患者的⽣活,”弗朗古尔博⼠说道,“在患者离开医院后,你⼏乎可以⽴即看到这种变化,他们感觉好多了,能够恢复正常的⽣活,⽽不会发⽣可怕的并发症。”
今年,距离维多利亚接受治疗已经过去了近四年,她依然保持着健康,她认为她的疾病已经被完全治愈了。不过,医⽣仍然将对她进⾏为期15年的随访,以确保治疗持续有效和安全。
随之⽽来还有⼀个好消息是,就在不久前,开发治疗维多利亚⼥⼠疾病的基因编辑疗法的公司Vertex Pharmaceuticals公司已向美国FDA提交了这款CRISPR基因编辑疗法exagamglogene autotemcel(exa-cel)的上市申请,预计在今年就能获得FDA的批准。据估计,这可能将是世界上第⼀个上市的CRISPR基因编辑疗法。
“⾼中毕业、⼤学毕业、婚礼、孙⼦孙⼥——我以为我没机会看到这些了。现在我有可能在我的⼥⼉们挑选婚纱时还能在她们身边,我们也能⼀起去家庭旅⾏。他们⼈⽣路上的每⼀步都将有我的陪伴。“维多利亚说,多亏了这项治疗她才能对这些从前不敢奢望的事情充满希望,她希望她的故事能给更多的⼈带来希望。