前言
基因治疗技术无疑是现在最热门的生物学领域之一，其中基于CRISPR的基因编辑技术获得了年的诺贝尔奖。人们对这个技术在医疗上的应用有着很大的憧憬。但是，基因治疗无论在临床应用上，还需要更多的突破，在伦理上也存在一定的挑战。
基因治疗，首先需要明确基因基础。本文报道的天使综合征，具有明确的基因基础，获得了突破性进展。但是，其潜在的安全性，依然是问题。而对大多数自闭症类型，依然没有明确的基因基础。
对于自闭症的基因治疗，可以期待，但是不能等待（果壳网说的“基因治疗破解自闭症”哪里错了？）。
只希望，这些严肃的研究成果，不要被某些自媒体带节奏，或者被某些医疗机构忽悠的基础。
——美国丫丫爸爸
-1-CRISPR基因编辑技术治疗天使综合征在小鼠模型上取得突破性进展作者简介
AngieVoylesAskham
AngieVoylesAskham是Spectrum团队中专门报道自闭症研究的记者。在年加入Spectrum之前，Angie是西雅图的一位广播记者。Angie也在学术期刊领域工作过，包括《自然》杂志的市场和新闻部门。Angie获得纽约大学神经科学博士。
▼
根据一项最新的研究（译注：《自然》杂志年11月9日论文），使用CRISPR技术，在小鼠的胚胎和新生小鼠中进行DNA编辑，能够有效地纠正造成天使综合征的基因变异，从而预防小鼠出现天使综合征的相关症状。研究者表示，这个效果目前持续了至少17个月，而且可能是永久性的治疗。
哥伦比亚大学的精神病学教授StevenKushner说，“这个结果令人振奋。”Kushner教授并没有参与这项研究。
天使综合征一般是由于UBE3A基因的变异或者缺失造成的。人类有两个拷贝——分别来自于父母亲——但是一般情况下，只有遗传自母亲的那份拷贝，才能在神经元中激活。母亲遗传的UBE3A基因发生变异，致使UBE3A蛋白无法在大脑中表达，就造成了天使综合征的核心症状：发育迟缓，运动障碍，语言能力不足，癫痫，以及很常见的自闭症症状。
激活原本沉默但未变异的来自父亲的遗传拷贝，可以促使UBE3A蛋白在患有天使综合征的小鼠模型中表达，从而改善天使综合征症状。但是，这种疗效会随时间慢慢消失，需要将药物重复注射入脊髓液或者大脑中。
北卡大学教堂山分校的细胞生物学和生理学教授，MarkZylka领导了这项研究。他透露，仅仅注射了两次，这个新的治疗方案就产生了效果。
一般情况下，细胞内存在一段DNA来源的“反义RNA”，“反义RNA”阻断父系遗传的UBE3A的蛋白表达。研究的目的，是使用CRISPR-Cas9蛋白酶，切断并编辑这段DNA（从而激活父系来源的UBE3A蛋白表达）。在体外培养的人类神经元细胞中，这个技术同样能够激活遗传自父亲的UBE3A拷贝，这就意味着，这个治疗在人体中可能也会成功。
接受治疗的小鼠，没有表现出任何副作用，也没有出现多余的变异。但是，其他研究者担心，这个技术可能还会存在着“脱靶效应”的风险（译注：“脱靶效应”在生物医学应用上指的是，通过药物或一些手段修复某个基因点目标，可是却连带着失误作用了别的基因位点，偏移于预先设定的目标，类似打靶时脱靶的效果），从而造成新生儿缺陷或者癌症。
Kusher教授指出，“由于这种担心，迄今为止，在人体中使用CRISPR依然需要非常非常小心。”
▼
无害病毒作为载体
Zylka研究小组使用修饰过的病毒作为载体，将用于基因编辑的蛋白酶导入小鼠的皮质神经元。他们测试了个不同的“向导RNA”片段，从而找到了最合适的，能够将蛋白酶引入染色体的靶向区域，而不影响其他的基因，以减少“脱靶效应”。
研究小组分两次将治疗药物注射入天使综合征小鼠的大脑中，第一次是当小鼠还在子宫里的时候，第二次是小鼠出生后的第一天。
研究者发现，仅仅经过两次注射，药物就进入了发育中的小鼠大脑的各个皮质层。研究者检测了包括小脑在内的各个大脑区域，发现遗传自父亲的UBE3A被激活，并一直持续到小鼠17个月龄（译注：实验小鼠一般寿命在1.5-2岁，17月龄即意味着小鼠生命终末期，相当于人类老年阶段）。他们相信，这个效果的持续时间会更长。
Zylka教授指出，大量的数据显示，他们试验中用的病毒，能够整合进入染色体中，给动物的DNA带来永久的改变。一旦植入成功，病毒携带的染色体片段就能够影响与其邻近的基因。
在这种情况下，病毒的染色体就包含了诱导其他核苷酸（核苷酸是基因的组成单元）的信息，进而影响到信使RNA。这段新加入的染色体能够导致反义RNA失活，从而激活遗传自父亲的UBE3A基因。
研究者在10月发表于《自然》杂志（在线）的结果表明，药物注射能够防止天使综合征的小鼠出现相应的症状。治疗后小鼠的后腿抓握行为降低，这种行为相当于自闭症人士的重复刻板行为。当实验小鼠置于开放场实验时，与对照组小鼠相比，治疗后的小鼠也更多地进入场地中央，这表明，它们的焦虑程度是降低的。在运动协调的测试中，治疗后的小鼠也表现得更好。
与正常的小鼠相比，天使综合征模型小鼠的大脑更小，而在其接受治疗后，至少部分小鼠大脑增大了。
但是，这个治疗并没有预防天使综合征所有的症状：小鼠依然表现出掩埋玻璃珠行为（一种重复性的行为），而且只有雌性小鼠的过度肥胖症得到改善。
▼
保持开放的态度
这个治疗可能并没作用到所有的细胞，从而没能阻断所有的症状。研究者发现，在治疗的小鼠中，UBE3A只在大概58%的皮质神经元中得到表达，而普通小鼠中，所有的神经元细胞都能够表达UBE3A蛋白。
康涅狄格大学法明顿分校的遗传和基因组学副教授StormyChamberlain认为，这种情况也有可能是，各个症状的治疗时间窗口不一样造成的。StormyChamberlain教授没有参与这项研究。之前有研究显示，UBE3A被激活得越早，天使综合征的症状就越容易得到改善。
Chamberlain指出，进一步的研究或许能够提升小鼠的治疗效果，但是，这个方法在人体应用可能还为时过早，因为活性的CRISPR蛋白酶可能会切割DNA中一些不可预知的片段。
但是，她坚持说，尽管如此，“对这项成果应该保持开放的态度，并且去尝试这些效果和风险看起来都十分强大的方法。”
天使综合征的其他基因治疗方法也出现了安全问题。在一个正在进行的临床试验中，由于造成天使综合征儿童的腿部力量减弱，而被迫终止。这个临床试验是使用改进的RNA来激活遗传自父亲的UBE3A基因。但是研究者希望，他们能够调整药物剂量而很快重新开始新一轮的临床试验。（敬请期待“自闭症的基因治疗（2）”）
Zylka和他们的同事正在试图进行另一项相对安全的基于CRISPR的试验。在这个新的CRIPSR方法中，不进行DNA的切割，但是依然可以激活遗传自父亲的UBE3A，因此更为安全。
参考文献
1.WolterJ.M.etal.NatureEpubaheadofprint()PubMed
2.HuangH.S.etal.Nature,-()PubMed3.MengL.etal.Nature,-()PubMed-2-天使综合征的基因治疗临床试验被暂停作者简介
GiorgiaGuglielmi
GiorgiaGuglielmi是一位自由撰稿人，主要专注于生命科学，生物医学和科技政策的报道。她的作品曾经发表《自然》，《科学》和《NOVANext》等杂志。
Giorgia获得MIT的科技写作硕士，欧洲分子生物学实验室的生物学博士。
▼
天使综合征是一种与自闭症相关的罕见遗传性疾病。由于两位受试者短暂性地失去行走能力，一项针对天使综合征的小型基因治疗临床试验被叫停。专家们认为，尽管这项研究看起来有效，而且可能对其他类似的大脑相关的疾病的治疗具有指导意义，但是，这一安全问题必须解决。
位于加州Novato的生物制药公司Ultragenyx，与佛罗里达的生物技术初创公司GeneTx进行合作，在二月份推出了针对天使综合征治疗方案的临床安全性评估试验。天使综合征是一种神经发育障碍，患者表现为智力障碍，平衡和运动能力的欠缺，癫痫，睡眠障碍，以及可能的自闭症症状。
天使综合征的病因是UBE3A基因的变异或者缺失。普通人从父母那里遗传了两个拷贝的UBE3A基因。一般情况下，从母亲那里遗传的基因拷贝在神经元中被激活，而从父亲那里遗传的部分则被沉默。天使综合征人士从母亲那里继承的UBE3A产生变异或者缺失，因而，他们的大脑中，无法表达有活性的UBE3A蛋白。
Ultragenyx和GeneTx公司开发的药物GTX-12，是一小段反义核苷酸（RNA），这段RNA激活从父亲那里遗传的UBE3A基因，使UBE3A蛋白的表达达到正常水平。另外三家公司，Roche，Biogen和Ionis都同时在进行类似的治疗研究。
▼
副作用
10月26日，Ultragenyx和GeneTx公司报道，该项临床试验有5位天使综合征的受试者，年龄在5-15岁之间。试验计划是，每个月给予每位受试者一剂GTX-，共持续4个月。研究人员通过下背部的某个部位直接将药物注入营养丰富的脑脊液中，脑脊液是包裹大脑和脊髓一种体液。
原计划，受试者接受的药物量逐渐增加，但是药物的初始量并不一样：两位受试者最开始接受最低药物量，两位受试者最开始接受次低药物量，一位受试者最开始接受次高药物量。最终的药量大概是最低药量的10倍。
其中，一位受试者在接受次高药量后，出现大腿力量减弱现象。其他4位在达到最高药量时，也出现了同样的副作用。类似症状在受试者最后一次用药的1-4星期内出现副作用现象。
这次临床试验是在芝加哥的Rush大学医学中心进行的。该中心的儿童神经学教授ElizabethBerry-Kravis披露，“5名病人中，其中2名无法站立，其他3名虽然可以站立，但是也很虚弱。“
副作用可能是由于药物注射部位的神经发炎造成的，因为药物可能会聚集在注射部位。Ultragenyx的首席执行官EmilKakkis指出，在动物试验中，没有出现类似的副作用现象，“尽管我们知道，如果使用的浓度过高，反义RNA会造成局部毒性。“
Berry-Kravis教授指出，在服用抗炎药后，所有的受试者都康复了，“甚至那些无法站立的患者也能够正常行走——实际上，他们的协调能力，比试验之前有不少进步。”
▼
药物的效果
Berry-Kravis教授披露，在天对接受治疗的患者进行评估时，所有5名受试者在某些特质上都有了长足的进步，包括交流能力，睡眠和运动能力。在药物注射几周之内，父母和照顾人就报告说，受试者掌握了新的单词和手语交流。
Berry-Kravis教授透露，“我们发现患者有长足的进步，比如，第一次独立地使用餐具，自己学会了游泳，使用辅助交流的工具，与家庭成员一起玩互动游戏。”但是，她补充道，“因为上述副作用，临床试验还是无法继续下去。”
公司透露，下一步计划时，将控制给予被试的最大剂量，使之产生效果，却不造成腿部力量变弱。他们同样在想办法，改变给药方式，让药物不至于局部富集。Kakkis说，“在注射药物时，保证患者头部降低，将有助于药物更有效地流向脑部。”
GeneTx的首席药物官，ScottStromatt承认，在重新启动研究之前，他们将再次寻求FDA的审批。
他说，“我们希望，将在1-2个月内开始新一轮给药试验。由于看到孩子们的进步，家长们对重新开始治疗也充满期待。”
▼
开拓性的研究
北卡大学教堂山分校的细胞生物和生理教授MarkZylka指出，在一定程度上，任何药物都会有副作用。“看来，他们只是需要控制好给药剂量就好。”MarkZylka没有参与试验。
Zylka的研究组，正在使用CRISPR的基因编辑技术，激活来自父亲的UBE3A基因，以其治疗天使综合征。而上述临床试验中，受试者症状的快速好转，令人振奋。他认为，“那个临床试验说明，激活遗传自父亲的UBE3A基因而治疗天使综合征的方案，有不错的前景。”
其他专家则对于这个临床试验可能对其他脑部疾病带来的启示更感兴趣。哈佛大学儿科副教授TimothyYu认为，“这个领域最大的问题是，像天使综合征这样的神经发育障碍，有多长时间的治疗窗口。”Ultragenyx和GeneTx公司的这些初步结果表明，该治疗甚至能够在青少年中仍然有效。
Yu教授认为，“这些结果依然是初步的，因而，我们必须谨慎对待。但是如果这些结果能够重复，那可能真是革命性的进步。”
-3-基因治疗在一些自闭症相关障碍上渐现曙光LydiaDenworth
纽约的自由撰稿人，科普作者。
BrendanBorrell
纽约布鲁克林的作家，他的作品曾发表于《彭博商业周刊》，《科学美国人》等。
天使综合征的基因治疗是最可能接近成功的、针对单基因造成的自闭症相关障碍的治疗方案
▼
AllysonBerent是纽约市的一位专业兽医。她医术精湛，擅长治疗宠物们的各种疑难杂症。有时候，实在没有合适的治疗方案，她就钻研出来一个方案。小猫小狗几乎是她生活的全部——直到6年前，她第二个女儿出生。
婴儿期的Quincy看起来健康和快乐。她很早就会微笑，经常咯咯地笑。但是，在她出生后的头几个月内，她就一直没能达到很多发育的里程碑：10个星期的时候，她没有眼睛对视。当她的父母拿着玩具逗她时，她却只是空洞地看着。她有进食障碍。俯卧的时候，她却抬不起来头。
医生不断地告诉Berent夫妻要有耐心，但是夫妻俩坚持要做基因测试：在7个月的时候，他们的女儿被诊断有天使综合征。这是一种神经发育障碍，人群发病的几率是分之一。
多数天使综合征人士有严重的智力障碍。他们永远不能说话，也不能独立生活。他们会发生癫痫，肠胃也有问题，睡眠和进食都有障碍。由于平衡能力和运动能力不足，他们一般或者几乎不能行走。许多天使综合征人士也符合自闭症的诊断。
在女儿被诊断的几天之内，Berent就定下了新的目标：治愈Quincy。具有医学背景的她，很容易就厘清了天使综合征的相关科学研究。她发现，天使综合征是由于UBE3A基因缺失或者变异，致使大脑缺乏对其健康功能非常重要的蛋白质。每个人都从父母基因中分别继承了一个UBE3A基因拷贝，但是，遗传自父亲的那份拷贝一般是不激活的。大约70%的天使综合征患者，缺失了从母亲那里继承的那份拷贝，因而无法表达UBE3A蛋白。其他的天使综合征患者中，遗传自母亲那份拷贝，有一个很小的变异，同样致使该基因无效表达。
为了获取更多知识，Berent在医学杂志数据库网站，PubMed建立了账号，设置“Angelman”为关键词以得到相关资料推送。很快，年12月，一篇论文被推送到她的电子邮件。这篇论文提出了一个大胆的治疗方案：在小鼠模型中，用一小段RNA结合到DNA上，可以激活沉默的UBE3A基因拷贝。这个被激活的遗传自父亲的拷贝可以逆转小鼠的记忆问题。Berent推想，这个治疗会不会对Quincy有效呢？“我从此开始了新的征程，确保Quincy能得到同样的治疗。”
今年3月，一名天使综合征的孩子，接受了与小鼠实验相类似的第一剂药物治疗。这个称为GTX-的药物，是由一家名为GeneTx生物治疗公司提供的，这家公司正是Berent和其他天使综合征孩子的家长创立的。Berent同时与一家基金会合作，以加速其他治疗方案的研究。这些方案都是试图提升缺失的UBE3A蛋白的表达水平——也是天使综合征的核心问题。
GTX-是一系列基因治疗方案中，最快进入市场的。基因治疗能够取代、修复、激活或者沉默造成某种障碍的一段基因序列，而不是单纯去改善症状。传统意义上的“基因治疗”是特指基因替代的治疗方式，但是，随着越来越多的方法表现出治疗的曙光，“基因治疗”现在泛指一切针对DNA或者RNA的治疗方式。
基因治疗现在开始进入自闭症领域，而天使综合征的临床试验就是一个希望的信号。医院的神经和遗传学家，TimothyYu认为，“如果这个领域出现一个成功的个案，将彻底改变我们一直坚持自闭症的遗传学试验。这将会让我们认为，如果你可以明确某个疾病的基因基础，你就可以针对性地治疗病因，来提高孩子的生活质量。”
其他公司也在研发与GTX-类似的天使综合征的基因治疗方法。8月底，Roche启动了一项天使综合征的临床试验，而Ionis制药公司和Biogen的方案也将很快进行人体试验。雷特综合征是另一个与自闭症相关，单基因导致的障碍。最早明年初，针对雷特综合征的第一个基因治疗将进入临床。其他与自闭症相关的症状，脆性染色体综合征和结节性硬化症的一系列基因治疗方法也正在进行动物实验。这些治疗都是针对单基因障碍的，但是，从这些试验中得到的经验，能够应用到其他的相关障碍中，包括自闭症这样的由多基因造成的障碍。
和所有的早期临床试验一样，最初GeneTx治疗的临床试验也是为了评估该方法的安全性。他们给这个试验取了一个很卡通的名字，KIK-AS。一开始只准备招聘20名受试儿童，计划到年进行大规模临床，进行有效性评估。即使临床结果通过第一轮试验，依然不能保证其有效果，或者只能说，只有在出生甚至还是胎儿期开始治疗才可能会有效。
换句话说，对于Quincy来说，她已经错过了治疗时机。Berent对此有清醒的认识，但是一直保持乐观态度。她说，“我认为这个治疗可能是革命性的。”
共同努力：6岁的Quincy已经申请参加她妈妈AllysonBerent帮助研发的药物临床试验。▼
广泛的影响
就在几年前，谈论治疗天使综合征这样的遗传性疾病还让人觉得奇怪——甚至是不负责任的。没有人愿意给家庭一个虚假的希望。这类障碍的治疗早就已经一地鸡毛了。基于大脑的疾病本来就够复杂了，而将基因治疗的药物送入大脑还有一个天然的挑战：保护大脑不受有害物质侵害的血脑屏障（译注：血脑屏障是指在血管和大脑之间有一种选择性地阻止某些物质由血液进入大脑的“屏障”），使得将药物送达到大脑变得更加复杂。
但是，和大多数自闭症的机制不一样，天使综合征、雷特综合征和脆性染色体X综合征，至少在理论上，有明确的靶点。这些障碍都是单基因的障碍，造成特异性的蛋白质表达太多，或者太少。
传统的基因治疗是将一个完整有效的基因，引入患者的细胞中，以代替缺失或者变异的基因。一般的做法是，将健康的基因插入病毒中，并将其注入人体。病毒感染细胞，带着新的基因一起进入细胞，使其表达出所缺失的蛋白。在年，美国FDA批准这种方法，用于治疗失明和两种癌症，之后，还批准了另外两个基因治疗。
其中的一种治疗方法，onasemnogeneabeparvovec(商品名Zolgensma),用于治疗一种名为脊髓性肌肉萎缩症的神经退行性障碍。这种障碍在生命的早期就造成运动神经元的死亡。严重的患者一般无法活过自己的两岁生日，轻微的也是一辈子也无法站立行走。但是，经过一次Zolgensma治疗，幼儿的运动神经元就获得了一个完好的基因，代替变异的基因，提高细胞的成活率，并延缓症状。去年，FDA批准了这个治疗方案，适用于2岁以下幼儿。这个方法证明了基因治疗药物可以穿过血脑屏障，有效地进入大脑。这是通过一种被称为AAV9的腺体病毒实现的。
传统的基因治疗方法，还未曾用于天使综合征和其他基因形式的自闭症的治疗。但是，在脆性染色体综合征的小鼠模型中，研究者已经成功地将替代基因注入小鼠中，表达所缺失的蛋白质。加拿大多伦多大学的药物学教授，DavidHampson在年发表的研究表明，这个治疗减缓甚至反转了小鼠的运动能力和焦虑问题。Hampson正在与生物技术公司合作，将这个治疗应用到脆性染色体综合征的人群（脆性染色体综合征是一种遗传性的智力障碍）。他指出，“目前，要求这个方法进入临床试验的呼声很大。”
其他处于研发中的治疗方案，则致力于控制基因表达，从而控制细胞中蛋白质的含量，而不仅仅是修复突变的DNA序列。在所有的基因治疗方案中，像GeneTx这种方案，是将一小段修饰过的DNA或者RNA（称为反义核苷酸）导向到RNA序列，从而改变或者抑制其表达为蛋白质。这个方法的一大优点是，这些分子就像一个开关，可以根据需要启动或者抑制相关蛋白质的表达。
GTX-的作用是，开启被抑制的、遗传自父亲的UBE3A基因表达，也就是抑制本身的抑制机制，从而激活该基因。
三年前，还没有Zolgensma的时候，FDA就已经批准了一个治疗脊髓性肌肉萎缩症的反义核苷酸（nusinersen，商品名为Spinraza）。该药物直接注射进脑脊液中，结合到第二个运动神经元基因的RNA上，像Zolgensma一样，同样表达出所缺失的蛋白质。这个药物与RNA的结合，改变了RNA的表达机制，从而产生了所必需的蛋白质。
但是，这个药物并没有纠正脊髓性肌肉萎缩症的基因缺陷，而是补充其必须的蛋白质。因此，接受Spinraza治疗的1万多名世界各地的患者，必须每4个月就接受一次药物注射。许多患者因此重新获得并保持了站立的能力，头也能抬起来，甚至能够行走。根据年的初步临床试验结果，如果能够尽早介入，该药物可能预防儿童出现严重的症状，甚至预防该疾病的发生。
另外一种策略是，运用结合DNA的锌指蛋白来激活特定基因的表达。今年7月，加州Brisbane的Sangamo医药治疗公司与诺华制药达成7亿2千万美元的合作协议，共同开发治疗方法。该方法能够激发与自闭症和智力障碍相关的3个基因的表达，但是，Sangmo拒绝透露哪三个具体的基因。
基因编辑也可能用于抑制基因表达，甚至修复不必要的变异。神经递质谷氨酸的受体基因，mGluR5被认为与脆性染色体综合征和自闭症相关。在一项研究中，科学家使用CRISPR/CAS9基因编辑技术，来破坏mGluR5受体的表达。另一个非常有前景的天使综合征产前治疗方案中，使用同样的基因编辑技术，专门破坏抑制UBE3A表达的RNA。在一项尚未发表的研究中，研究者将带有CRISPR复合物的病毒注入胎儿期的小鼠大脑中，发现促进了一些UBE3A在神经元中的表达。研究负责人，北卡大学教堂山分校的神经学教授MarkZylka说，“这个效果非常的好，而且有效性持续时间很长。”
尽管各种治疗策略都很有前景，但是，当试验对象从小鼠上升到人体时，结果往往令人失望。一个最明显的例子是，靶向mGluR5的治疗脆性染色体综合征的方案。该方法在高达40个实验室进行的小鼠试验中，取得了非常良好的结果，但是在人体临床试验时却失败了。芝加哥Rush医学中心的儿童神经学家，ElizabethBerry-Kravis失望地说，“这看起来是能够应用到人体的完美药物，怎么可能失败呢？”然而，它确实失败了。
总结失败的教训时，Berry-Kravis认为，这个临床试验的设计有错误——部分原因是，受试对象是成年人和青少年，但是，最可能受益的应该是儿童。Berry-Kravis指出，“在发育障碍中，重点总是应该
转载请注明：http://www.mwoap.com/zbzys/11691.html
