基因治療是指將用基因替換、基因補償、基因沉默、基因編輯等策略，通過病毒載體或非病毒載體方式導(dǎo)入靶細胞，以糾正或補償缺陷和異?；蛞鸬募膊?，能實現(xiàn)治療性蛋白的長期表達和組織特異性表達，無需藥物干預(yù)、放療或手術(shù)治療，即可從根源上解決傳統(tǒng)療法存在的一系列問題 。這一新興的治療方法可針對單基因遺傳病、代謝類疾病、神經(jīng)系統(tǒng)疾病、失聰?shù)榷喾N疾病。

01基因治療發(fā)展歷程

基因治療從概念到臨床應(yīng)用已經(jīng)經(jīng)歷了漫長、艱辛的旅程。

圖1：基因治療發(fā)展歷程及展望

來源：Goswami R et al. Front Oncol. 2019;24(9):297. Dunbar CE et al. Science.2018;.

https://www.fda.gov/news-events/press-announcements/fda-continuesstrong-support-innovation-development-gene-therapy-products. Piper Sandler Research

Piper Scandler Research 在2019年提出基因治療進入到青春期（The Wonder years-Gene therapy Enters the Age of Adolescence）,這一比喻在去年還像玩笑話，但在2020年就發(fā)現(xiàn)這個比喻更合適了。盡管在今年基因治療的進程遇到一些坎坷，比如BioMarin(BMRN, Raymond)公司治療A型血友病的Roctavian基因療法的BLA申請遭遇了FDA提出的發(fā)補臨床數(shù)據(jù)要求，這不僅意味著Roctavian可能需延后到2022年中才能獲得BLA許可，可能也會影響到其他臨床3期的血友病基因療法產(chǎn)品。但在2020年還是有很多重要的里程碑事件，以及采用了一些創(chuàng)新方法對付包括安全性、遞送系統(tǒng)以及生產(chǎn)方面的重大挑戰(zhàn)。

截至到2020年10月底，在Clinical Triails登記的基因治療臨床試驗有496項之多，同時，全球資本市場對基因治療領(lǐng)域投融資及并購異?；馃幔琍iper Scandler Research統(tǒng)計了2015-2020年全球的基因治療領(lǐng)域并購事件達25項，2015-2020年內(nèi)基因治療領(lǐng)域IPO的企業(yè)有21家?，F(xiàn)在有數(shù)百個基因治療項目處于臨床開發(fā)，近年來也批準了多款上市產(chǎn)品，比如 Zolgensma，Novartis，2019；Zynteglo，Blue Bird ，2019。

國內(nèi)的基因治療領(lǐng)域同樣火熱，且政策法規(guī)在逐步完善，今年相關(guān)部門公示了 《基因治療產(chǎn)品藥學(xué)研究于評價技術(shù)指導(dǎo)原則》，《人用基因治療制品總論》?；蛑委燁I(lǐng)域的繁榮發(fā)展同時帶來了新的機遇和挑戰(zhàn)，比如工藝開發(fā)，工藝放大，生產(chǎn)，相關(guān)法規(guī)、指導(dǎo)原則的完善。

02重組腺相關(guān)病毒載體是基因治療的主要工具

盡管在一些臨床試驗中有物理或化學(xué)方法被開發(fā)用于基因遞送，但病毒載體，尤其是腺相關(guān)病毒（AAV）載體仍是主要的基因遞送載體，AAV載體具備免疫原性低、長期表達、高效遞送目的遺傳信息遞送到靶細胞或組織、非整合等優(yōu)勢，迄今已有50年的研究歷史，全球第一例重組AAV人體實驗發(fā)生在1995年，至今有25年的歷史。

表1：幾種主要的基因遞送病毒載體特點

圖2 AAV載體發(fā)展歷程

來源：Dan Wang, Phillip W. L. Tai and Guangping Gao, Adeno-associated virus vector as a platform for gene therapy delivery, 2019,Nature Reviews, Drug Discovery

03重組AAV病毒載體的規(guī)?；a(chǎn)-挑戰(zhàn)與機遇并存

基因治療領(lǐng)域面臨的主要技術(shù)挑戰(zhàn)來自于工藝開發(fā)，放大和生產(chǎn)，且符合法規(guī)、指導(dǎo)原則。如何快速、高質(zhì)量地把產(chǎn)品開發(fā)出來，盡快進入市場，既降低成本又保證藥物開發(fā)的安全性、有效性，同時確保工藝開發(fā)部分的工藝轉(zhuǎn)移到生產(chǎn)的可行性和可放大性是開發(fā)過程中的一大難題和挑戰(zhàn)。對于重組AAV載體的生產(chǎn)亦是。

用于重組AAV制備的工藝有多種，比如桿狀病毒系統(tǒng)、輔助病毒系統(tǒng)、無輔助病毒系統(tǒng)，其中以無輔助病毒的瞬時轉(zhuǎn)染方式為主。隨著懸浮細胞培養(yǎng)基的發(fā)展，對于懸浮系統(tǒng)生產(chǎn)rAAV開發(fā)相對多年前容易許多。盡管如此，重組AAV病毒載體的規(guī)?；a(chǎn)仍存在以下挑戰(zhàn)：

穩(wěn)健的懸浮細胞系

瞬時轉(zhuǎn)染帶來的不穩(wěn)定性

懸浮培養(yǎng)條件下大規(guī)模瞬時轉(zhuǎn)染效率的提高

降低非目的基因的包裝率

空殼病毒的有效分離及相關(guān)檢測方法

生產(chǎn)過程監(jiān)測方法的穩(wěn)定性和可靠性

放行方法的開發(fā)，尤其是純度和性能相關(guān)檢測指標(biāo)

因此在工藝開發(fā)階段，按質(zhì)量源于設(shè)計（QbD）理念，以終為始，在工藝開發(fā)的最初階段，確保工藝在臨床開發(fā)后期既高效又可行，有效控制生產(chǎn)成本，始終考慮工藝的整個生命周期，包括可放大性，具商業(yè)化優(yōu)勢和符合法規(guī)監(jiān)管等問題。

參考資料：

Piper Sandler, Gene therapy 2.0: The Ups And Downs of Adolescence are On Full Display

注：原文有刪減