中国等学者领衔的基因编辑治疗贫血疾病迎来“多重奏”:《Nature》《NEJM》发表多项突破,碱基编辑获临床成功

  • 2026-04-10 11:27
  • 来源:医药资讯网
  • 阅读:

β-地中海贫血是由β-血红蛋白生成减少或缺失所导致的。此前,采用变形式碱基编辑器(tBE,transformer base editor)对患有β-地中海贫血的患者的 CD34+造血干细胞和祖细胞进行了实验室规模的电穿孔处理。目的是针对 HBG1 和 HBG2 启动子中的转录抑制因子 BCL11A 的结合位点进行编辑,以重新激活胎儿血红蛋白(HbF)的生成。

2026年4月8日,上海科技大学陈佳教授、广西医科大学第一附属医院赖永榕教授、复旦大学杨力教授、正序生物牟晓盾博士共同通讯在Nature 在线发表题为Clinical application of base editing for treating β-thalassaemia的研究论文,该研究介绍了针对五名接受临床规模(CS-101)使用tBE改造的自体 CD34+细胞的 1 期临床试验(ClinicalTrials.gov 编号:NCT06024876)的结果。

在 CS-101 输注后的中位随访时间为 23.0 个月后,中位粒细胞和血小板植入时间分别为 16 天和 25 天。此外,所有患者均已停止输血,CS-101 输注后中位最后一次输血时间为 18 天。输注后第 3 个月的平均总血红蛋白和 HbF 浓度分别为 12.4 ± 1.0 和 11.5 ± 0.9 克/分升。

在整个随访期间,这些水平保持在相似或更高的水平,这表明造血功能迅速恢复。CS-101 的不良反应与白消安(busulfan)清髓预处理以及自体造血干细胞和祖细胞移植的不良反应大致相同。未出现死亡病例或癌症发生情况。总之,CS-101 能够使总血红蛋白和 HbF 水平迅速且持续地上升,从而实现早期且持久的输血独立性。

另外,2026年4月1日,克利夫兰诊所Rabi Hanna等人在国际知名医学期刊NEJM在线发表题为CRISPR-Cas12a Gene Editing of HBG1 and HBG2 Promoters to Treat Sickle Cell Disease的研究论文,该研究开展了一项 1-2 期、多中心、开放标签、单组研究,研究对象为年龄在 12 至 50 岁之间、患有严重镰状细胞病且在过去两年中每年至少发生两次严重血管阻塞事件的患者。

该研究发现使用 reni-cel (由患者自身造血干细胞组成的CRISPR/Cas12a基因编辑疗法)进行治疗后,患者的总血红蛋白水平恢复正常,胎儿血红蛋白的占比有所增加,且 28 名患者中有 27 名在输注后未出现血管阻塞事件。这些结果支持进一步研究这种基因编辑方法在治疗严重镰状细胞病方面的应用。

2026年4月1日,Sarah Cannon研究机构在国际知名医学期刊NEJM 在线发表题为CRISPR-Cas12a Gene Editing of HBG1 and HBG2 Promoters to Treat β-Thalassemia的研究论文,该研究开展了一项 1-2 期、多中心、开放标签、单组研究,旨在对 18 至 35 岁的输血依赖型β-地中海贫血患者使用 reni-cel。

该研究发现使用 reni-cel 进行治疗后,中性粒细胞迅速生成,胎儿血红蛋白的表达量增加,并且不再需要输血。这些数据支持进一步研究利用 Cas12a 对 HBG1 和 HBG2 基因启动子进行编辑,以治疗依赖输血的β型地中海贫血症。

2026年4月1日,明尼苏达大学Ashish O Gupta等人在国际知名医学期刊NEJM 在线发表题为Base Editing of HBG1 and HBG2 Promoters for Sickle Cell Disease的研究论文,在这一 1-2 期研究中,招募了年龄在 12 至 35 岁之间的镰状细胞病患者,这些患者在入组前的两年内至少经历过四次严重的血管阻塞发作。

使用risto-cel(自体的 CD34+造血干细胞和祖细胞,这些细胞经过基因编辑,以靶向 HBG1 和 HBG2 启动子并抑制 BCL11A 与 DNA 的结合,同时不改变 BCL11A 的表达,从而实现血红蛋白生成的转变,即从镰状血红蛋白(HbS)转变为抗镰状的胎儿血红蛋白(HbF))进行治疗后,患者的造血功能迅速恢复,HbF 的表达持久稳定,而 HbS 的含量则有所降低。这些数据支持进一步研究risto-cel用于治疗镰状细胞病。

β-地中海贫血是一种常见的单基因疾病,每年全球有超过 4 万名儿童受到其影响。β-地中海贫血是由血红蛋白β-球蛋白链合成减少或缺失引起的,这会导致α-球蛋白与非α-球蛋白(α/非α-球蛋白)链的比例失衡,并且α-球蛋白链含量过多。过多的α-球蛋白链的积累会形成有毒的聚集物,从而导致贫血、无效的红细胞生成以及铁代谢失调。

β-地中海贫血的严重程度与α/非α-球蛋白链比例失衡的程度相关,对于那些患有严重形式的疾病,如依赖输血的β-地中海贫血(TDT),患者需要终身接受红细胞(RBC)输注以维持生命。目前针对 TDT 的标准治疗方法包括定期输血和铁螯合治疗以控制铁过载。

异基因造血干细胞(HSC)移植是一种潜在的治愈性选择。然而,其广泛应用面临诸多挑战,包括人类白细胞抗原匹配供体的短缺、移植物排斥、移植物抗宿主病以及移植相关死亡的风险。

针对健康供体造血干细胞中 tBE 介导编辑作用的临床前研究(图源自Nature

迄今为止,已记录了超过 350 种导致β-地中海贫血的突变。利用慢病毒载体进行基因添加疗法,以引入β-珠蛋白基因(HBB)结构,已在非β0/β0基因型患者以及β0/β0基因型患者(其血红蛋白水平不如非β0/β0患者高)中显示出使患者摆脱输血的疗效。

此外,HbF(由两个α-珠蛋白链和两个γ-珠蛋白链组成)水平的升高与β-地中海贫血患者的发病率和死亡率降低呈正相关。因此,重新激活在胎儿时期表达但在出生后逐渐沉默的γ-珠蛋白链的表达,可以作为治疗β-地中海贫血的通用策略。

通过 CRISPR-Cas9 酶介导的编辑,在 BCL11A 基因(编码成人γ-珠蛋白基因 HBG1 和 HBG2(HBG1/2)的主要转录抑制因子)的红系特异性增强子区域进行,已被用于重新激活γ-珠蛋白的表达,以治疗 TDT。此外,该策略还能使非β0/β0 或β0/β0 基因型的长期疗效良好的患者摆脱输血依赖。

然而,临床前研究已表明,由 CRISPR-Cas9 酶产生的 DNA 双链断裂(DSB)(这是靶向编辑过程所必需的)能够触发依赖于 p53 的 DNA 损伤反应。这会导致细胞周期停滞和细胞凋亡,并增加出现不良染色体异常的风险。

基编辑技术能够实现有针对性的碱基转换,且无需生成双链断裂(DSB),从而大大避免了与 DSB 相关的细胞毒性及染色体异常。研究人员之前使用了一种高精度的变形式碱基编辑器(transformer base editor,tBE)来修改来自健康供体和β-地中海贫血患者造血干细胞和祖细胞(HSPCs)中 HBG1/2 启动子区域的 BCL11A 结合位点。通过 tBE 进行的碱基编辑能够有效地重新激活胎儿血红蛋白(HbF)的生成,且细胞毒性水平较低。

在此,研究人员描述了 CS-101 在患有 TDT 的患者中作为体外 tBE 介导的自体 HSPCs 治疗方案,用于β-地中海贫血的安全性和有效性评估。CS-101 治疗导致早期中性粒细胞和血小板植入,输注后红细胞支持的时间较短,以及 HbF 重新激活水平较高。

参考消息:https://www.nature.com/articles/s41586-026-10342-9

https://www.nejm.org/doi/full/10.1056/NEJMoa2415550

https://www.nejm.org/doi/full/10.1056/NEJMoa2501277

https://www.nejm.org/doi/10.1056/NEJMoa2504835


八宝山殡葬服务