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Plos Genetics:导致早产的关键基因

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2019年6月18日 讯 /基因宝jiyinbao.com/ –根据最近一项研究,编码SLIT2的基因突变(SLIT2是一种在胎盘中胎儿细胞中表达并参与指导胎儿神经系统生长的蛋白质),可能通过激活母体的免疫系统而导致早产。奥卢大学的MikaRämet及其同事将相关研究于6月13日发表在《PLOS Genetics》杂志上。

全世界超过10%的婴儿属于早产,这是新生儿死亡的主要原因,也是终身并发症的根源。早产的现象通常以家庭为单位出现,表明母亲和胎儿中存在导致问题的潜在遗传因素。为确定胎儿遗传因素,Rämet及其同事对芬兰人群进行了全基因组关联研究,其中包括247名36周前出生的早产儿和419名足月儿。

Plos Genetics:导致早产的关键基因
(图片来源:Www.pixabay.com)

该分析指出了一种名为SLIT2的蛋白质的基因变异,该蛋白质有助于在发育过程中引导神经元的生长,并且能够与ROBO1的受体蛋白质结合。研究人员表明SLIT2和ROBO1在早产儿胎盘中的表达水平较高。此外,在使用胎盘组织细胞培养的实验中,研究人员发现ROBO1在调节与感染,炎症和免疫反应相关的几种妊娠相关基因中发挥作用。

研究人员提出,SLIT2及其受体ROBO1是导致自发性早产的信号网络的一部分,可能通过触发炎症和激活母体免疫系统。该研究结果与先前的研究结果相吻合,即SLIT2-ROBO1信号通路与多种妊娠并发症相关,包括先兆子痫和异位妊娠。作者MikaRämet表示,“我们的结果非常重要,因为更详细地了解胎儿以及触发早产的母体决定因素将有助于我们识别那些风险最高的人。这将允许有针对性的治疗干预措施。”在未来,研究人员希望使用更多的人群来验证这些发现。这种分析还可以确定有助于早产的其他遗传因素。(生物谷Bioon.com)

资讯出处:Fetal genome involved in triggering premature birth

原始出处:Tiensuu H, Haapalainen AM, Karjalainen MK, Pasanen A, Huusko JM, Marttila R, et al. (2019) Risk of spontaneous preterm birth and fetal growth associates with fetal SLIT2. PLoS Genet 15(6): e1008107. doi.org/10.1371/journal.pgen.1008107

Mol Cancer Ther:意外!病人对基因靶向药物的反应竟取决于癌症类型

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2019年7月10日讯 /生物谷BIOON /——一项新的研究显示,具有相同基因缺陷的癌症对靶向药物的反应因患者的肿瘤类型而异。
这项研究将促使人们对精准医疗的思考发生改变,因为它表明,癌症患者的基因可能并不总是足以判断其是否会对治疗产生反应。
Mol Cancer Ther:意外!病人对基因靶向药物的反应竟取决于癌症类型
图片来源:NIH
研究人员已经开始在考虑基因缺陷和肿瘤类型的情况下设计临床试验,他们相信一些在一种肿瘤类型中”失败”的抗癌药物可以在另一种具有相同基因突变的肿瘤中得到拯救。
伦敦癌症研究所的科学家们发现,一系列具有相同基因变化的肿瘤细胞在接受精确药物治疗时,会发出不同的分子信号,这影响了细胞对治疗的反应。
许多癌症具有相同的基因弱点,可以通过相同的靶向治疗进行攻击,但医生以前已经注意到,这些药物对不同肿瘤类型的人并不总是同样有效。
对肺癌、肠癌和胰腺癌细胞的新研究表明,不同肿瘤类型的癌细胞对基因靶向药物的反应方式存在明显的生物学差异。
这项研究于近日发表在《Molecular Cancer Therapeutics》杂志上,由英国国家健康研究所、英国癌症研究所、英国皇家马斯登NHS基金会基金会NIHR生物医学研究中心和癌症研究所(ICR)资助。
研究人员在实验室中观察了30种不同类型的癌细胞,这些癌细胞来自肠道、肺部和胰腺肿瘤,测量了与7种已知癌症基因相关的细胞中”开关”分子的变化。
他们发现,阻断常见癌症基因PI3K的药物,包括ICR发现的一种名为pictilisib的实验药物,在不同的癌症类型中具有不同的效果。
PI3K的作用方式之一是打开相关蛋白AKT的开关,以阻止肿瘤生长,但在这项研究中,肠癌细胞比肺癌细胞更不可能关闭AKT,以应对pictilisib。
研究人员认为,这类”动态”细胞信号–根据组织背景的不同而不同–可以解释为什么靶向药物对具有相同基因缺陷的肿瘤的作用不同。
研究人员对pictilisib的反应进行了更详细的研究,分析了该药对10名皇家马斯登医院(Royal Marsden)接受治疗的病人的细胞的影响。这些病人的肿瘤存在KRAS缺陷,KRAS是癌症中最常见的突变基因。
他们发现,在从肠癌患者身上提取的七分之三的样本中,pictilisib引发了另一种名为MEK的蛋白质开关的增加,而在肺癌患者身上提取的三份样本中,没有一份出现场这种蛋白开关。
这项研究是在实验室的细胞中进行的,需要更大规模的研究来更详细地揭示针对靶向药物的信号变化。
但是研究人员相信,这些发现将影响正在进行的临床试验的结果,而且这些结果已经影响了早期试验的设计,这些试验旨在测试阻断KRAS基因的新药的益处。
在未来,这项工作还将引导研究人员回顾那些被认为”失败”的现有治疗方法,并重新评估它们在不同癌症类型中的益处。
该研究为癌症的复杂性和治疗反应提供了更深入的理解,是ICR雄心勃勃的战略的一部分,旨在克服其癌症药物发现中心的进化和耐药性。
伦敦癌症研究所和皇家马斯登NHS基金会药物研发部副主任Udai Banerji教授说:
“我们发现,不同癌症的细胞对针对相同基因缺陷的药物的反应非常不同–这表明,如果某人的肿瘤有特定的基因缺陷,我们不能自动假设针对该缺陷的药物会对他们有效。”
“我们的新研究表明,在设计临床试验时,我们需要考虑癌症类型,以测试针对特定基因变化的治疗方法的益处–而且我们不再仅仅根据患者肿瘤中的基因缺陷来分组参与临床试验。”
“令人兴奋的是,我们现在可以回头看看那些在进入临床前’失败’的靶向药物,看看现有的治疗方法是否能给其他癌症患者带来益处,而不是最初试验的肿瘤类型。”
伦敦癌症研究所的首席执行官Paul Workman教授说:
“在过去20年里,精准医疗推动了癌症治疗的巨大进步,让一些患者多活了几个月或几年,副作用远低于传统化疗。
“这项新研究为精准医疗的范式带来了细微的变化,并表明这个问题并不像将药物与癌症基因匹配那么简单。”
“如果我们能更好地理解针对同一基因的治疗如何根据不同的肿瘤类型产生不同的效果,这将有助于我们更准确地预测单个患者对治疗的反应。”(生物谷Bioon.com)
参考资料:

Adam Stewart et al, Differences in Signaling Patterns on PI3K Inhibition Reveal Context Specificity in KRAS-Mutant Cancers, Molecular Cancer Therapeutics (2019).  DOI: 10.1158/1535-7163.MCT-18-0727

Nat Genet:为何榴莲闻起来如此“臭”?科学家全基因组测序找原因!

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2017年10月11日 讯 /生物谷BIOON/ –日前,发表在国际著名杂志Nature Genetics上的一篇研究报告中,来自新加坡国立癌症中心等机构的研究人员通过研究首次完成了对榴莲全基因组图谱的解析,榴莲是一种珍贵的热带水果,素有“水果之王”的称号。

Nat Genet:为何榴莲闻起来如此“臭”?科学家全基因组测序找原因!

图片来源:Kevin Lim, Yong Chern Han, Cedric Ng

研究者Teh Bin Tean表示,作为一名遗传学家,我对榴莲的基因组非常好奇,是什么基因让榴莲产生了刺鼻的气味?而且榴莲带刺的外壳又是如何产生的呢?基于最先进的测序平台,研究人员对猫山王榴莲(Musang King)进行了基因组图谱的绘制,这种榴莲因其具有极其细腻的口感和强烈的香气而闻名于世,在当地的榴莲世界里被认为是榴莲中的王中之王。

研究者发现,榴莲的基因组中含有大约4.6万个基因,几乎是人类基因数量的两倍(2.3万个基因),基于最新产生的基因组数据,随后研究人员对榴莲的进化进行了研究,并且追溯到了6500万年前与可可树的关系(可可树能够产生巧克力)。随后研究人员重点研究了到底是什么让榴莲问起来那么“臭”?通过对比榴莲树不同部分的基因表达模式,包括树叶、根部以及成熟的果实,研究人员鉴别出了一类名为MGLs的基因(methionine gamma lyases,甲硫氨酸γ裂解酶),这种基因能够调节榴莲中挥发性硫化物(VSCs)的产生。

来自杜克-新加坡国立大学医学院的研究者Patrick Tan说道,我们的研究揭示了榴莲水果中VSC的产生或许会以一种“涡轮增加”的方式来进行,而且榴莲的气味会有一种“硫磺”的味道;研究者推测,在野生环境下,榴莲产生高水平VSC以及刺激性气味的能力或许对于其吸引动物将榴莲种子散播到其它地区非常重要。

这项研究成果或许还能够应用于其它植物的研究,比如一些具有药用价值的植物等,研究者Soo Khee Chee教授说道,从植物中发现药物具有悠久的历史,最典型的例子就是紫杉醇,其是一种用于治疗乳腺癌的药物,最早研究者从太平洋紫杉的树皮中提取出了该药物。研究者指出,这项研究中除了对特殊类型的榴莲(Durio zibethenus)进行测序外,自然界中海油其它超过25种榴莲树种,有些果实可以食用,但有些无法食用。

最后研究者The表示,这个世界的其它地方还有其它种类的榴莲树种,但不幸的是,由于生物多样性的丧失,有些榴莲树种面临濒临灭绝的风险,DNA测序是一种重要的工具,其能够帮助保护包括榴莲等很多植物非常重要的遗传信息,对于后期从事多项科学研究而言或将是一种非常有价值的资源。(生物谷Bioon.com)

原始出处:

Bin Tean Teh,Kevin Lim,Chern Han Yong, et al. The draft genome of tropical fruit durian (Durio zibethinus). Nature Genetics (2017) doi:10.1038/ng.3972

四万年前中国现代人基因组揭示亚洲人类复杂遗传历史

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四万年前中国现代人基因组揭示亚洲人类复杂遗传历史
10月12日,《当代生物学》(Current Biology)杂志发表了首次针对中国古人类的基因组研究成果,题为“4万年前亚洲人为欧亚早期人群结构提供新洞见”。该项目由中国科学院古脊椎动物与古人类研究所付巧妹、Melinda Yang、高星、同号文与德国马普进化人类研究所等团队合作完成。该项研究分析了距今4万年前出土于北京房山田园洞的一具男性个体基因组,发现东亚早期人群组成十分复杂。
虽然欧洲和西伯利亚地区都有一些古人类样本基因组被测序,但是在东亚,尤其是中国,被测序的古人类基因组样本非常少,这与该地区发现的丰富的早期现代人考古材料形成鲜明对比。而这项研究获取了第一个中国古人类的基因组数据,也是整个东亚目前最为古老的人类基因组数据。
2013年,中科院古脊椎所古DNA实验室已经开展了田园洞人的线粒体和21号染色体的相关研究。当时发现,相比于现代欧洲人,田园洞人与现代亚洲人的遗传关系更近,应该是古东亚人群的代表。但是,2014年新的研究证据显示,现代欧洲人混入了更为古老的遗传成分,而这会使得现代欧洲人在遗传上远离其他人群。因此,科学家无法确定,之前的证据是否依然支持田园洞人是古东亚人。现在,古脊椎所古DNA实验室通过最新古DNA技术,将仅有0.03%的古人类全基因组数据从富含细菌和真菌DNA污染的古人类DNA样品中捕获出来并测序。通过比较田园洞人和未混入古老遗传成分的欧洲人的基因组数据,确定了4万年前的田园洞人确已呈现亚洲人遗传特征。虽然田园洞人是古东亚人,但他并不是现代东亚人的直接祖先,暗示了4万年前亚洲人群的多样性。
论文还披露了一些出乎意料的发现。分析显示,4万年前的田园洞人和一个来自比利时35000年前的古欧洲人有着遗传上的联系。这种联系在同时期的其他古欧洲人中并没有被发现。因此,很有可能当时的东亚人并非和欧洲人发生基因交流,而是与同田园洞人和比利时古人相关的一个未知人群发生过基因交流;这个未知人群从尚未分化的古欧亚人群中的某一亚群演化而来。这两个古人个体之间的遗传联系,为欧洲人和亚洲人具有复杂的遗传历史提供了有力的直接证据。
众所周知,美洲现代人的迁移发生在距今约两万年前,由亚洲经白令海峡进入美洲。田园洞人生活在4万年前,所以研究人员预期,所有的美洲土着人群应该和田园洞人有着相同的遗传联系。而让人意外的是,在美洲土着人群中,亚马逊人与田园洞人的关系最近。这一结果显示,美洲土着人群也具有遗传多样性,至少是由两种甚至更多不同的亚洲祖先人群繁衍而来(至少其中一种与4万年前的田园洞人有着联系),这也反过来给东亚史前人群多样性研究提供了线索。
该项研究得到国家自然科学基金委和中科院重点研究项目、战略性先导科技专项的资助。(生物谷Bioon.com)

美国首个遗传病基因疗法有望上市:为失明者揭开黑布

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美国首个遗传病基因疗法有望上市:为失明者揭开黑布

对莱伯先天性黑蒙症患者而言,失明是一经出生就注定,需要一生去逐渐接受的事实。

它是一种在新生儿出生一年内就发病的罕见遗传病,每10万人中有2-3位不幸罹患。捕捉疾病痕迹的场景往往发生在,婴儿的目光不会追随悬挂晃动着的玩偶,对刺眼的光源却毫不避让。

随着年岁增长,患者的视野会是轮廓和阴影的集合,并在中年时,彻底跌入漆黑的失明深渊。而且,无药可医。

对10月中旬,在美国食品药品监管局(FDA)咨询委员会面前做术后陈述的几位莱伯先天性黑蒙症患者来说,他们大多不会后悔自己选择接受了一个基因疗法的临床试验,来对抗失明的到临。

12:0 ——听取患者反馈和查阅三期临床试验数据后,评估新药安全性与有效性的FDA咨询委员会匿名投了全票,支持美国Spark Therapeutics公司的基因疗法“Luxturna”(针对RPE65基因异常的患者)上市。能否改变莱伯先天性黑蒙症无药可医的局面,只差临门 一脚:2018年1月前,FDA将做最后决定。

若成功上市,这将是美国第一款针对遗传病的正式基因疗法,虽然2016年9月美国FDA快速通道在有争议的情况下有限度地批准了美国Sarepta公司治疗 杜氏肌营养不良的基因治疗药物Exondys 51。在全球范围内,第一款矫正遗传病的基因疗法是荷兰UniQure公司2012年在欧洲上市的Glybera。

作为用于治疗罕见病脂蛋白酯酶缺乏症的基因治疗药物,Glybera赚得名声,但落得一个令人唏嘘的结局。4月,UniQure公司宣布,不再重新申请Glybera的销售许可,10月后将退出市场。在100万美元/次的收费下,Glybera上市以来仅出售一次。

同样预测双眼治疗价格为100万美元的Luxturna能否带来一个新的开局?这尚在人们谨慎的期望之中。

但就基因疗法在莱伯先天性黑蒙症上的应用而言,用浙江大学医学部基础医学系教授、发现莱伯先天性黑蒙症第18个致病基因的祁鸣的话来说,这是“非常震撼的”。

RPE65

1869 年,DNA首次被分离出来,元素周期表被发现。就在这一年,德国眼科医生西奥德·莱伯(Theodor Leber)首次描述了发生在婴儿时期,因遗传性视网膜疾病而造成的严重视力损伤。莱伯先天性黑蒙症(Leber Congenital Amaurosis,LCA)由此得名,开始进入历史的视野。

在解释这种疾病为何造成视力困难前,先要提到维生素A在“看见”中扮演的角色。

早在古埃及时期,人们已经开始模糊地意识到,糟糕的摄食条件和夜盲症之间的关系。直到第一次世界大战期间,研究人员才进一步缩小范围,将食物中的维生素A摄入不足和营养性夜盲症联系起来。

20世纪30年代,美国科学家乔治·沃尔德(George Wald)首次确认,维生素A在视觉系统中扮演着何种角色。他发现,视网膜中的感光色素——视紫红质是由一种蛋白和维生素A组成的混合物。进一步地,沃尔德提了“视循环(Visual Cycle)”的概念。

这一循环是什么过程呢?第一步,视紫红质接收到光线后,会改变维生素A的性状,将其与和蛋白分离,产生能量,将光能转化为电能,以此将信号沿视神经传导到脑 区。之后,原先的维生素A会被回收利用,恢复之前的形状,和蛋白重新结合,如此不断往复。正因为在视网膜上的发现,沃尔德获得了1967年的诺贝尔生理学 或医学奖。

RPE65基因被发现是很多年后。1993年,美国眼科研究所的研究员迈克·雷蒙(T.Michael Redmond)发现,在视循环中,一个蛋白在合成维生素A中必不可少,而这种蛋白正由RPE65基因编码产生。

1997年,RPE65基因被确认与莱伯先天性黑蒙症相关。RPE65基因“罢工”的患者会导致维生素A无法回收,不能和蛋白再度结合,从而导致视紫红质缺失,视觉信号无法传导至大脑,自然也就无法看清。

RPE65由此成为莱伯先天性黑蒙症第二个被发现的致病基因,所以该基因出现问题的患者也被称为LCA2型患者。LCA2型是至今发现的22个致病基因中最常见的类型之一,约占总患者的6%。

美国首个遗传病基因疗法有望上市:为失明者揭开黑布

左为LCA患者,右为健康人。两者的视网膜对比,LCA患者的血管组织更少,视网膜更薄,黄斑有所变化,没有中央暗斑。

LCA2型患者发病机制相对简单,“零部件”完整无缺,但需要一个能正常工作的RPE65基因来“重启”中断的视循环。

Spark Therapeutics公司经过三期临床试验,或即将上市的基因疗法“Luxturna”正是给LCA2型患者补上了正常的RPE65基因。但,用什么来输送这一基因?如何让这一基因“扎根”在患者体内?

“运输车”病毒

对。RPE65基因是“搭乘”病毒这辆听起来有些可怕的“车”进入患者体内的。

这并不是Spark Therapeutics公司的首创,事实上,在1990年,人类历史上第一次基因治疗就已经用病毒作为运输工具,将目标基因引入患者体内。

比起针、电击、脂质颗粒等微量DNA运输工具,病毒被看作是自然界的基因运输高手。病毒的身躯很小,结构很简单,所“内置”的遗传信息也不多。但病毒的强大寄生能力让它的威力大大增加——病毒可将自己的遗传信息嵌入到宿主细胞中,代由宿主细胞来帮助自己繁衍后代。

这一特性被科学家所利用。如果病毒经过改良,不再具有致病性,阻止其在体内的复制,同时又让病毒携带着目标基因,是不是就可以达到基因引入的目的呢?

在1990年那场具有里程碑意义的手术上,美国国家卫生院的威廉·安德森(William Anderson)在重症联合免疫缺陷病患者身上测试了这一大胆设想。安德森选择的病毒是莫罗尼小鼠白血病病毒,经过改造,病毒能定位和进入人类细胞,但无法生成新的病毒。

这些经过改良的病毒携带着重症联合免疫缺陷病患者所欠缺的正常腺苷脱氨酶基因,顺利地为患者补上了,原本因丧失免疫功能而只能生活在封闭气泡舱里的患者终于得以像正常人一样生活。

但将普通病毒作为“运输车”的无方向盘“恶魔性”很快显现出现。1999年,英国和法国的医生“改进”安德森的方法,将携带所需基因的放进了造血干细胞。预期要治疗的疾病是治好了,但却造成多位患者都得了白血病。

问题出在,病毒将所需基因运输到了人体基因组DNA的什么位置?各司其职的DNA片段会因为突如其来的插入者而造成功能损害。

祁鸣的比喻很生动。他对澎湃新闻解释,“就像天上掉一个东西下来,那么它必须要有一个机场,或者是大海、沙漠,才能够安全着陆。不能掉在杭州,也不能掉北京,不然把我们人砸死掉了对不对?”

而1965年被科学家所发现的腺相关病毒(AAV)是一个更为理想的“运输车”。AAV是目前所发现的结构最简单的单链DNA缺陷型病毒,在1984年被科学家提出,可为人体细胞引入外源DNA。

“AAV 的特点是能安全地着陆在某一个地方——第19号染色体,正好那地方相当于大海或沙漠,是没有基因的,无人居住。这一伟大发现是上世纪80年代末,美国匹兹 堡大学中国留学生、我的同班同学肖啸博士的论文成果。”祁鸣说。正因为“着落点”是无人区,鲜少对已有DNA片段产生作用,AAV病毒作为“运输车”要更 为安全。

而Spark Therapeutics公司的“Luxturna”正是通过AAV病毒,将RPE65基因安全“着落”于视网膜。

布里犬“Lancelot”

明晰了LCA2患者的病理机制,找到了可能的解决方法,剩下要做的:证明方法安全、有效。

而在人体上做试验,即临床试验之前,科学家必须先在动物模型上验证方法的有效性、安全性。

正在科学家们埋头于实验室,想通过常规的方法——敲除RPE65基因,构建LCA2动物模型时,大自然给了科学家一个馈赠:一只天生失明、长着浅棕色长毛的 布里犬。当兽医发现这只布里犬时,它的症状和莱伯先天性黑蒙症患者类似,后经检查证实,它确是RPE65基因出现故障!

一个“完美”的动物模型从天而降。“Luxturna”基因疗法的核心人物:美国宾夕法尼亚大学眼科教授琼·贝内特(Jean Bennett)和同为眼科教授、她的丈夫艾伯特M·马奎尔(Albert M. Maguire),也在此时开始了他们和基因治疗莱伯先天性黑蒙症长达10多年的接触。

2001年,一篇以贝内特为通讯作者、马圭尔为参与者的论文在《自然-遗传学》上发表。在那只类莱伯先天性黑蒙症的布里犬上,贝内特和合作者们测试了用AAV病毒携带野生型RPE65基因进行治疗的有效性。

测试结果是:布里犬的视力得到显着改善。治疗后数周,布里犬不再撞倒路上的障碍物,可以顺利地自我导航,通过障碍路段。

这只不幸又有幸的布里犬被取名为“Lancelot”,和神话中勇敢、乐于助人的圆桌骑士同名。

同年,为纪念它所作贡献,Lancelot被带到美国国会大厦前,留下了“英雄照”。

有依可循的是,至少在术后8年,Lancelot依然享受着基因疗法带来它的改变。

人体临床试验

Lancelot身上的科学奇迹没有顺理成章地推动人体临床试验的开展。这和基因治疗陷入低谷的大背景有关。

1999 年,美国18岁男孩杰西·基辛格(Jesse Gelsinger)在一项基因治疗的临床试验中不幸去世,致死原因是免疫反应带来的细胞因子风暴。加之前文所述,2003年,5位接受基因治疗的儿童不 约而同地患上白血病。一时之间,基因治疗从之前遍地开花的狂热,一下子跌到人人避之的谷底。

各国监管机构亮起了红灯,出台了严格的限制措施,和基因治疗相关的科研经费一度“断粮”。

“我们的船都已经扬起帆了。但要找到对临床试验的支持,真的太难了,更不用是儿童的临床试验了,哪怕我们知道他们会是最终的受益者。”近日,贝内特在接受《金融时报》的采访时回忆说。

一停滞就是几年过去。2005年,凯瑟琳·海伊(Katherine High)向贝内特伸出了橄榄枝,改变了这一僵局。海伊研究血友病,同样遭受基因治疗低谷期的困境,她跳槽至美国费城儿童医院,希望能继续开展基因治疗临床试验

费城儿童医院被海伊说服了,但设置了前提条件:除了研究血友病,还需要研究一个儿童病。正是这个条件,使得海伊敲开了贝内特办公室的大门。

在贝内特夫妇看来,尽管有历史的前车之鉴,莱伯先天性黑蒙症的临床试验有科学理论加持的安全性。在人人捏把汗的细胞因子风暴上,莱伯先天性黑蒙症有自己的优 势:眼睛是免疫豁免部位,而且体积较小,出现免疫排斥的可能性大大降低。再者,Lancelot的成功已经带来动物模型上的借鉴,犬类的眼睛大小和人类相 近。

几经波折后,2008年,《新英格兰医学杂志》同时发表了来自两个独立研究团 队的临床试验报告。英国伦敦大学学院和贝内特团队各自在3位LCA2患者身上进行了基因治疗,并分别汇报了术后12个月和5个月的情况。令人欣喜的是,患 者都没有出现严重的免疫排斥反应,且视力都得到改善。

通过研究人员公开的手术视频,我们得以知道医生如何通过一根极细的针,将载有数以亿计的RPE65基因(cDNA)的AAV病毒注射在视网膜下腔。注射的精确位置在视网膜色素上皮细胞和脉络膜之间,这是视网膜细胞的入口。

“我们的眼球相当于照相机的镜头,眼睛后面的视网膜是屏幕。针插入的时候,它不是把‘镜头’给刺穿了,眼球上面有一层薄膜,它就贴着薄膜,转到眼睛的后面 去。”祁鸣解释说:“AAV载着正常的基因拷贝,注射到那去,正常的基因拷贝就会自动整合到眼球后面的视网膜细胞里,产生正常的RPE65蛋白,然后就把 ‘屏幕’——视网膜修复好了。”

伦敦大学学院和贝内特团队分别进行了障碍走测试。 伦敦大学学院组的病人在术前需要77秒走出迷宫,期间7次碰到障碍物,2次迷失方向。术后6个月,形成显着对的是,病人仅花14秒就找到了出口,没有一次 碰到障碍物。虽然贝内特团队的障碍设计有所不同,但类似的是,患者术后能显着地避让障碍物。

得到小规模的临床实验结果后,贝内特团队分别扩大了规模,先后在2007- 2012年和2013 – 2015年开始了11人和31人的临床试验,并从先前的只做单眼,开始为双眼治疗。

三期试验的31名被试者中,2位中途退出,接受治疗的29位中有27位(93%)的视力得到显着改善,21位(72%)被试者在治疗后一年,仍能通过视力测试。

后续的跟踪观察仍在继续,按照FDA的要求,贝内特团队所在的Spark Therapeutics公司需要随访这些病人的状况直至2029年。

100万美元/对

贝内特夫妇将LCA2基因疗法的专利授权给了Spark Therapeutics,放弃了从中抽取分红。

和贝内特不同,资本圈对Spark Therapeutics的热捧使得这个2013年成立、2015年在纳斯达克上市的基因治疗公司已经估值30亿美元。但是,华尔街看好的其实是Spark Therapeutics另一款在开发中的针对血友病的基因疗法。

“Luxturna”的商业前景并非被所有人看好。对于传统药企而言,开发像莱伯先天性黑蒙症之类的罕见儿童病的药物并不是一笔划算的买卖,可能面临收支无法平衡的局面。

尽管Spark Therapeutics表示将在明年FDA正式批准后才公布定价。但市场和圈内已经做出预测:单眼治疗70万-90万美元,双眼治疗100万美元。

荷兰UniQure公司2012年在欧洲上市的全球第一款基因治疗药物Glybera同样定价100万美元/次。高调的开场却迎来悲凉的结局:4 月,UniQure公司宣布,不再重新申请Glybera的销售许可,10月后将退出市场。据悉,上市之来,Glybera仅售出一次,尽管治好了脂蛋白 酯酶缺乏症。

相对于脂蛋白酯酶缺乏症1/100万的发病率,同属罕见病的莱伯先天性黑蒙症的2-3/10万要相对“寻常”,但Luxturna依然逃不过价格太过昂贵、受众面小的困境。

一些可能的付费方式或能缓解天价费用。比如8月获得FDA上市批准的诺华CAR-T(Kymria)产品定价47.5万美元/位,但表示可依据疗效付费,没有效果则退还费用。

而在疗效上,Luxturna仍然没有消除所有人的质疑。尽管患者在术后都得到显着视力改善,但和健康人相比,视力仍存在差距,也可能伴随眼震之类的副作用。还有的意见认为,Luxturna带来的疗效能持续多长时间仍有待观察。

2013 年,美国佛罗里达大学眼科教授威廉·豪思沃斯(William Hauswirth)参与发表一篇论文,认为和Luxturna类似的基因疗法在术后,仍然无法阻止视网膜的继续恶化。值得一提的是,豪思沃斯受雇于另一 家基因治疗公司,和Spark Therapeutics存在一定竞争关系。

患者术后是不是会随着年数的增加而视力退化?尚待时间验证。但科学家指出,已经接受过治疗的患者很难再接受第二次治疗。因为免疫系统对引入过一次的AAV病毒有“记忆”功能,或有更高风险。

但不可否定的是,Luxturna的成绩单为遗传性失明乃至其他基因疾病带来治疗的希望。

祁鸣每周四会在浙江大学第一附属医院坐诊。去年他参加学术会议,听说了Luxturna对6-48岁的病人都适用。回去后,他就给气馁的病人打气:“现在已 经可以治RPE65型了,从6岁就可以治,瞎了一辈子的都可以治好。虽然你的类型暂时还没有,也不要灰心,说不定过几年就有了。”(生物谷Bioon.com)

重磅!研究发现基于AAV9的高剂量基因治疗在动物模型中产生了严重致命毒性!

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2018年2月2日讯 /基因宝jiyinbao.com /——研究人员发现在猴子和小猪身上高剂量使用可以到达脊髓神经元的腺相关病毒(AAV9)输送基因进行基因治疗会产生严重的致命毒性。肝脏和神经元毒性与其他AAV病毒载体的免疫相关毒性不同。相关研究成果于近日发表在《Human Gene Therapy》。

重磅!研究发现基于AAV9的高剂量基因治疗在动物模型中产生了严重致命毒性!

宾夕法尼亚大学佩雷尔曼医学院的James M. Wilson博士及其同事评估了使用AAV9变异体(AAVhu68)递送人体基因到恒河猴和小猪脊髓运动神经元的情况。AAV9在最近被成功用于输送治疗性基因到婴儿体内治疗脊肌萎缩症(SMA)。本研究中研究人员发现静脉注射高剂量的药物对肝脏和运动神经元产生了严重毒性,相关症状在治疗5天后就出现。研究人员在题为“Severe Toxicity in Nonhuman Primates and Piglets Following High-Dose Intravenous Administration of an AAV Vector Expressing Human SMN”的文章中报道了他们的研究结果。

《Human Gene Therapy》主编Terence R. Flotte和《Human Gene Therapy Methods》的编辑Hildegard Büning在他们的社论“Severe Toxicity in Non-Human Primates and Piglets with Systemic High-Dose Administration of AAV9-Like Vectors: Putting Patients First.”中呼吁基因治疗领域的研究人员以一种负责任的方式对这项研究结果作出回应,不要忽略,也不要过于激烈。他们指出了现有研究的重要缺陷,并建议“现在这种关键时刻唯一的指导原则就是接受这些疗法治病的病人的福利。”

“我们呼吁学界、工业界及政府部门完全公开所有实验室相关的安全数据。尽管不是所有来源的病毒载体质量和纯度都相同,但是毫无疑问像AAV9这样的病毒载体的毒性,来自不同研究、不同研究组的数据将会把真相公诸于世。现在不是保护资本权益或者学校知识产权的时候。这并非儿戏,而是我们相信如果基因治疗研究人员都将病人福利作为第一要义,这将对我们所有人都有好处。”马萨诸塞州大学医学院 Terence R. Flotte博士说道。(生物谷Bioon.com)

参考资料:

Christian Hinderer et al, Severe toxicity in nonhuman primates and piglets following high-dose intravenous administration of an AAV vector expressing human SMN, Human Gene Therapy (2018). DOI: 10.1089/hum.2018.015

美国医学机构发现200多种罕见抗生素耐药基因

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美国医学机构发现200多种罕见抗生素耐药基因
美国疾病控制与预防中心(CDC)3日发布《生命征象》(Vital Signs)报告称,在一项“噩梦细菌”的测试中,该机构发现200多种罕见的抗生素耐药基因。
据美国有线电视新闻网消息,美国疾病控制与预防中心3日发布报告指出,该机构于2017年在美国的医院和疗养院中抽取5776株“噩梦细菌”作检测,发现约有四分之一的耐药基因能传播抗性,其中发现221个“特别罕见的抗药性基因”。
“噩梦细菌”,学名为“耐碳青霉烯类抗菌药物的肠杆菌科细菌”(CRE),属于“抗碳青霉烯肠杆菌科”。对治疗严重细菌感染的碳青霉烯类广谱抗生素,具有极强的抗药性。而耐药基因可以在环境中传播,转移到其他细菌中,成为耐药细菌,耐受抗生素。由于目前几乎没有新的抗生素问世,而现存的抗生素又不能有效地杀灭耐药细菌,因而耐药细菌的传播成为当代医学领域的一大挑战。
美国疾病控制与预防中心副主任舒查特(Anne Schuchat)博士指出,此项研究主要测试尚未广泛传播的新型高耐药细菌。不过,经检测,大多数耐药细菌在美国各州都可以找到。“抗生素耐药基因在美国的传播已经不仅是个别地区的问题。这一情况令人震惊。”她说,比如在肺炎、尿路感染的病例中,来自27个州的分离株中检测发现了221个罕见的抗生素耐药基因。
舒查特表示,这是测试罕见耐药基因的第一年,美国疾病控制与预防中心没有往年数据可作比对,因此,并不清楚其传播速度。
据美国《时代周刊》网站报道,美国疾病控制与预防中心于2016年成立抗生素耐药实验室(Antibiotic Resistance Laboratory Network),该机构正在推行一项积极的“遏制计划”,其中包括快速检测试验和筛选,以减少抗生素耐药性的传播。
舒查特指出,目前,美国约200万人对抗生素产生抗药性,每年有2.3万人因此死亡。(生物谷Bioon.com)

Nat Genet:科学家成功破解玫瑰花基因组的奥秘

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2018年5月3日 讯 /生物谷BIOON/ –日前,一项刊登在国际杂志Nature Genetics上的研究报告中,来自中国和法国的科学家成功破译了现代玫瑰花的基因组信息,这有望帮助种植者有效改善玫瑰花对害虫以及干旱的抗性,同时还有望提高玫瑰花瓶插的寿命。

Nat Genet:科学家成功破解玫瑰花基因组的奥秘

图片来源:Pascal Heitzler

文章中,研究人员表示,深入分析玫瑰花的DNA或能帮助科学家们绘制出迄今为止的一张最全面的植物基因组图谱。玫瑰花是情人节、婚礼和周年纪念的“宠儿”,其常常被人们认为是爱的象征;同时玫瑰花瓣也是价值数十亿美元的香水产业不可或缺的一种成分。

研究者Mohammed Bendahmane表示,玫瑰花种植者总是在寻找一些“畅销”的玫瑰品种,即将迷人的色彩和诱人的香味与抗虫性和低耗水量相结合;研究人员在文章中最新发布的玫瑰花基因组信息则能够帮助这些种植者加快对不同玫瑰花品种改良的进程。研究人员绘制的玫瑰花基因组图谱基于一种名为粉月季(Old Blush)或月季(Rosa chinensis)的玫瑰花的基因组,其于18世纪从亚洲引入欧洲种植。

由于携带有36377个基因,这种粉月季被认为是来自200种已知野生品种所形成的当今数千种玫瑰品种的主要祖先之一,最后研究者Bendahmane表示,粉月季对于现代玫瑰花品种开发的贡献是非常重要的,其虽然是一种普通的玫瑰植物,但我们却可以从中获取让其重复开花的特性。(生物谷Bioon.com)

原始出处:

Olivier Raymond, Jérôme Gouzy, Jérémy Just, et al. The Rosa genome provides new insights into the domestication of modern roses. Nature Genetics (2018) doi:10.1038/s41588-018-0110-3

FDA顾问支持基因疗法用于治疗遗传性失明患者

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2017年10月26日 讯 /生物谷BIOON/ –日前,FDA批准了相关机构首次利用基因疗法来治疗因遗传突变而诱发的疾病;10月12日,一个由外部专家组成的小组一致投票通过了这种基因疗法在治疗遗传性失明上带来的益处或许超过了其所带来的风险,当然了FDA并不需要听从其顾问的指导,但通常情况下其需要这么做,关于这种名为voretigene neparvovec(Luxturna)的疗法的最终决定预计在明年1月12日公布。

在利润丰厚的美国药品市场上得到批准也将是从事基因疗法的研究人员期待已经的疗法验证,斯坦福大学的遗传学家Mark Kay认为,这或将成为首个被批准的基因疗法,未来在治疗多种疾病上,基因疗法或将变得更加有希望。

FDA顾问支持基因疗法用于治疗遗传性失明患者

图片来源:P. Motta/Dept. of Anatomy/University “La Sapienza”, Rome/SPL

基因替代

由费城火花治疗公司(Spark Therapeutics)所开发的基因治疗药物Luxturna能够帮助治疗携带RPE65基因两个突变拷贝的患者,这种突变能够损伤患者对光反应的能力,最终将导致患者视网膜上的光感受器被破坏,这种新型基因疗法由装载了正常拷贝的RPE65基因的病毒组成,这种病毒能够被注射到眼睛中,随后RPE65基因就会表达,为患者提供正常的RPE65蛋白。

在对招募的31名患者进行的随机对照试验中,Spark公司的研究者发现,平均而言,接受该疗法的患者能够改善其在特殊障碍赛中进行“导航”的能力,在公司收集整理数据期间这种改善效果能够维持一年时间,然而对照组并未发现任何疾病症状的改善,这或许足以让FDA的顾问委员会信服,认为这种新型基因疗法所带来的益处要高于其风险。

漫漫长路

这种认可将会是对该领域信任的重要投票,而信任的窘境已经挣扎的20多年了,波士顿儿童医院的首席科学家David Williams表示,早在20世纪90年代初期,基因疗法就异常火爆,你不可能让年轻人离开这个领域的研究,每个人都想从事相关研究,随后便遭遇了基因疗法临床试验中年轻患者的死亡事件,随后研究人员意识到,用于治疗儿童免疫性障碍的基因疗法或许会诱发白血病

于是投资者放弃了基因疗法,一些学者甚至对其嗤之以鼻,尽管欧洲的监管机构在2012年批准了一项基因疗法治疗方案用来治疗严重胰腺炎,但很多人对这种疗法的治疗效果持怀疑态度,开发该疗法的公司宣布,在10月25日到期时他们并不再更新药品的销售许可证。但有些研究人员却会不断去研究解决这个问题,改善疗法中所使用的载体使其能够运输到人类细胞中并发挥作用,随着时间流逝,新开展的临床试验似乎表现出了一定的希望,而且很多制药公司也非常感兴趣开发治疗罕见遗传性疾病的新型疗法;于是乎很多投资者又回来了。

目前,研究人员迫切需要基因疗法的载体,未来获得临床研究中所使用的试剂,很多研究人员不得不等待18个月时间,甚至是两年。

FDA顾问支持基因疗法用于治疗遗传性失明患者

图片来源:National Eye Institute/NIH

对预期效果进行测定

在过去的几年里,临床试验中基因疗法往往能够表现出其在治疗一系列疾病上的优势和潜力,包括血友病、镰刀形细胞病和名为奥尔德利希综合征的免疫性障碍。10月4日,研究者Williams和其同事发表了他们的最新研究成功,他们在一项临床试验中发现,基因疗法能够有效治疗肾上腺脑白质营养不良(ALD),这是一种非常严重、有时候会引发患者死亡的疾病,其影响着患者的神经系统和肾上腺,在对17个患儿(男孩儿)利用基因疗法治疗后,其中有15名患儿的疾病进展大约在2年内发生了停止。

8月30日,FDA批准了首个基因疗法,这种疗法就是对患者机体的免疫细胞进行改造使其能够有效抵御患者机体的癌症,并不像Spark公司所开发的疗法,这种癌症疗法并不会靶向作用诱发特殊疾病的突变,其能够训练来自机体中的免疫细胞,随后研究人员会对其进行改造,再将其重新输回至患者体内。

这就是为何研究人员会认为FDA所批准的voretigene neparvovec疗法具有里程碑意义的原因了,基因疗法的一般概念就是替换或补偿丢失的基因,以及其所扮演的角色,Spark公司开发的疗法强调了这一代基因疗法的局限性,尽管这种疗法似乎能够改善患者的视力,但目前研究人员并不清楚这种病毒能够持续在表达正常RPE65基因能够持续多长时间,以及其所产生的效应能维持多久。

类似地,大脑的ALD疗法能够减缓大脑中疾病所带来的效应,但其并不会治疗机体中其它部位的症状(尽管在患者后期生活中会出现)。最后研究者表示,在开发出彻底治愈相关疾病之前,他们或许还需要在该技术上进行重大的改进,但在这个过程中可能会有一些治疗方法帮助治疗疾病。(生物谷Bioon.com)

参考资料:

【1】FDA advisers back gene therapy for rare form of blindness

Nature    doi:10.1038/nature.2017.22819

【2】Engineered cell therapy for cancer gets thumbs up from FDA advisers

Nature    doi:10.1038/nature.2017.22304

【3】Regulators adopt more orphan drugs

Nature    doi:10.1038/508016a

【4】Success against blindness encourages gene therapy researchers

Nature    doi:10.1038/526487a

【5】Gene therapy: A tragic setback

Nature    doi:10.1038/420116a

【6】Gene-therapy trials must proceed with caution

Nature    doi:10.1038/534590a

喝咖啡就能控制血糖水平,合成基因回路或助人轻松管理糖尿病

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英国《自然·通讯》杂志19日发表一项合成生物学新进展:欧洲科学家团队设计出了一种全新合成生物学基因回路,并证明可以通过咖啡因激活这种合成基因回路。小鼠糖尿病模型研究显示,其可以成功调节血糖水平。该研究成果或将助力人类对抗糖尿病,同时亦展示了合成生物学在医疗界的应用潜力。
合成生物学可以通过设计和构建自然界中不存在的人工生物系统来解决能源、材料、环保等多领域问题。近年来,医学界也在尝试以人工合成的基因回路为基础的基因治疗和细胞治疗,实现对体内环境的血糖调控,从而帮助修复糖尿病人的身体状况。
在所有糖尿病患者中,Ⅱ型糖尿病占90%以上。和Ⅰ型糖尿病相比,Ⅱ型患者体内产生胰岛素的能力并未完全丧失,而是处于一种相对欠缺的状态。Ⅱ型糖尿病影响着全球逾4亿人口,耗费了大量医疗成本。目前,人类尚无根治糖尿病的方法,只能通过多种治疗手段控制该病发展。其中,成功的健康管理需要能够监测进食后的血糖上升情况、做出响应并能控制血糖水平。
此次,瑞士苏黎世联邦理工学院研究人员马丁·富塞内格尔及其同事,研究了咖啡因能否用于诱导基因表达,以帮助调节血糖。研究团队设计了一种合成生物学基因回路,并将之命名为“咖啡因刺激型先进调节器”(C-STAR),它可以响应商业产品中的咖啡因,生成一种可用于治疗Ⅱ型糖尿病的肽。
实验表明,在小鼠糖尿病模型中,携带C-STAR系统的细胞在小鼠摄入咖啡后,成功帮助其控制了血糖水平。
研究人员表示,虽然这只是一个原理验证演示,但表明了合成生物学设计的基因回路可利用常见化合物调节身体状况,同时还显示了未来合成生物学应用于医疗保健领域的巨大潜力,有望将对生活方式的干扰降到最低。(生物谷Bioon.com)

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