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JAMA oncology:影响胰腺癌存活率的四个关键基因

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2017年11月4日/基因宝jiyinbao.com/—根据最近发表在《JAMA Oncology》杂志上的一篇文章,四个主要基因的突变会影响胰腺癌患者的生存率。
在此之前,基因与疾病发生之间的关系一直不够清楚。而这一项研究的一大特点在于其样本量相对较大:一共有356名患有可手术切除性的胰腺瘤患者参与了实验。
腺瘤是目前最常见的一类胰腺瘤,实验招募的患者中90%都在罗彻斯特大学医学中心癌症研究所接受治疗,剩下的则分别来自于斯坦福大学癌症研究所以及Dana Farber/ Brigham and Women 癌症研究所。当肿瘤被切除之后,研究者们提取出了肿瘤组织以及周围正常组织的DNA分子。并且进行了DNA测序检测基因的突变情况。
JAMA oncology:影响胰腺癌存活率的四个关键基因
(图片来源:CC0 Public Domain)
该研究着重于四个基因:KRAS, CDKN2A,SMAD4以及TP53的活性。结果显示,这些患者中存在三个以上基因突变的人群手术后癌症复发的时间更短,而且存活的几率更低。
“这项研究帮助我们理解了为什么胰腺癌的分子特征会在个体水平影响癌症的恶化,而且为我们提供详尽信息用于指导患者的治疗与设计未来的研究思路”,该研究的共同作者Aram Hezel医生说道。
胰腺癌是一类十分恶性的癌症,而且存活率极低。接受手术治疗或许会延长存活的时间,而且在手术治疗之前先进行化疗会进一步提高治疗的效果。然而,分子特征信息的揭示则会从个体水平为病情的分析提供更加可靠的线索。(生物谷 Bioon.com)

资讯出处:Scientists link pancreatic cancer survival to four genes

原始出处:Zhi Rong Qian et al. Association of Alterations in Main Driver Genes With Outcomes of Patients With Resected Pancreatic Ductal Adenocarcinoma, JAMA Oncology (2017). DOI: 10.1001/jamaoncol.2017.3420 

首个全球人群基因组多样性和祖源信息数据库发布

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首个全球人群基因组多样性和祖源信息数据库发布

11月3日,中国科学院上海生命科学研究院(人口健康领域)计算生物学研究所徐书华课题组的研究成果,以PGG.Population: a database for understanding genomic diversity and genetic ancestry of human populations为题,在线发表在《核酸研究》上。该研究分析了涵盖全球范围107个国家的356个人类族群的基因组多样性和祖源信息,并发布了开放获取的专门数据库——PGG.Population(群体基因组学·族群)。PGG.Population是迄今唯一在基因组水平专门解析人类族群遗传关系和祖源信息的公开数据库,也是目前收集族群数量最大的群体基因组数据库,为研究人员、临床医生及学生和公众理解不同人群的遗传背景提供查询和分析平台。

人类族群多样性的形成是迁移、隔离、分化、再接触和交流的复杂演化过程。同时,长期对特定环境的适应或能影响特定的性状以及基因组局部区域的多样性变化。相对来讲,人群的基因组多样性在很大程度上决定了其表型多样性——这也是族群特异性的表型可以世代传承的原因。因此,要真正理解人类不同族群在肤色、体质以及疾病等性状上的差异,最终需要回到基因组、追溯人群的演化历程。众多大型国际计划(比如人类单倍体型图计划和千人基因组计划)以及我国此前完成的各类全基因组关联研究(GWAS)集中关注常见主体人群,而对各地少数族群(大多是土着人群)的研究较为缺乏。部分研究人员逐渐意识到,在一个人群研究中的困惑,往往在另一个人群的研究中找到答案,例如科研人员对比青藏高原人群的基因组,了解到为何平原人群无法像藏族人那样舒适地生活在高原上。专家认为,这就是多样性的魅力,也是进化留给我们的财富。

PGG.Population正是在这样的大背景下建立起来。研究人员通过测序或收集众多人类群体基因组研究数据,对每个族群的基因组重新整合与分析(包括人群的地理语言归属等基本信息、Y染色体与线粒体谱系、群体间亲缘关系、群体遗传结构、遗传混合以及自然选择印记等),并建立数据库,以开放获取的方式向公众展示每个族群的基因组多样性与祖源信息。目前,该数据库包括7122个个体的基因组数据,覆盖107个国家的356个族群,每个族群都有自己的“故事”。该数据库以理解每个人群的基因组多样性与遗传背景为主,对其他研究领域也具有重要的学术意义和应用价值,人类群体基因组数据库建设任重道远。全世界有2000多个族群,而该数据库目前只包括世界族群的1/6。课题组正在收集或产生更多的来自不同族群基因组数据,以覆盖更多的族群,以期用于全面探索亚洲人群尤其是东亚、东南亚族群的演化历史和自然选择等遗传和演化问题。同时,数据库可供遗传学、语言学、体质人类学、医学等行业参考和使用,应用于生物医学等多个领域的研究。此外,科研人员希望公众通过访问和查询该数据库,对人类基因组多样性和人群祖源等方面的知识和信息有更广泛和深入的理解。

研究工作得到了中科院战略性先导科技专项(B类)、国家自然科学基金委重大研究计划及国家杰出青年科学基金、中科院青年促进会、上海市科委等的资助,并得到国家遗传与发育协同创新中心支持。(生物谷Bioon.com)

《自然》子刊:牛!瑞金医院和华大基因联合破解与汉族人肥胖有关的肠道微生物,吃出好身材不是梦 | 临床大发现

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今天,《自然医学》杂志上刊登了上海交通大学瑞金医院和华大基因共同完成的一项研究[1]!研究人员以中国的汉族年轻人为研究对象,确定了一个能抑制肥胖的肠道微生物——多形拟杆菌,还研究了其对代谢产物氨基酸水平的影响。研究的通讯作者为瑞金医院的宁光院士、王卫庆教授和华大基因的Karsten Kristiansen教授。

《自然》子刊:牛!瑞金医院和华大基因联合破解与汉族人肥胖有关的肠道微生物,吃出好身材不是梦 | 临床大发现
宁光院士(左)、王卫庆教授(中)和 Karsten Kristiansen教授(右)

这个研究首次揭示了中国人群中肠道菌群的变化、氨基酸循环与肥胖之间的关系,打开了肠道微生物与肥胖研究的一扇新大门,它发现了一个能抑制肥胖发展的细菌,这也预示着,通过肠道微生物来治疗肥胖是可行的。

新的研究让大家感到非常激动,为什么呢?因为我们知道,肠道微生物的组成和变化会受到许多因素的影响,比如年龄和饮食,然而还有一个平时可能被大家所忽略的因素就是种族[2]!因此,这项以中国汉族年轻人为样本的研究,对我国肠道微生物与肥胖研究领域来说有着十分重要的意义。

肠道微生物与肥胖之间存在着千丝万缕的联系

《自然》子刊:牛!瑞金医院和华大基因联合破解与汉族人肥胖有关的肠道微生物,吃出好身材不是梦 | 临床大发现
肥胖志愿者(粉色)与苗条志愿者(蓝色)的基因数量对比
在新研究中,研究人员首先对151名志愿者进行了肠道微生物的测序。志愿者中包括72名肥胖者(BMI为36.78±4.46,以身高1.6米为例,体重约为95kg)和79名苗条的“对照组”(BMI为20.2±1.3,同样以1.6米身高为例,体重约为51kg)。

测序结果显示,与过去在欧洲人群中开展的类似研究[3,4]相同,肥胖志愿者的肠道微生物多样性和基因数量都相对较低。但是,与研究中丹麦人群和法国人群不同,我们的志愿者的细菌基因丰度只有一个最大值,呈现出绝对优势,而丹麦人群与法国人群均有两个最大值,这也说明,不同的种族人群间,肠道微生物是存在一定差异的。

通过分析,研究人员找到了350524个与肥胖相关的基因,鉴定出它们所对应的微生物。研究人员发现,肥胖人群和苗条人群的肠道微生物确实存在巨大差异。

《自然》子刊:牛!瑞金医院和华大基因联合破解与汉族人肥胖有关的肠道微生物,吃出好身材不是梦 | 临床大发现
苗条人群(左)和肥胖人群(右)经过MLG鉴定出的菌群组成

对于苗条人群来说,以多形拟杆菌(Bacteroides thetaiotaomicron)为代表的拟杆菌属细菌丰度很高;而肥胖人群中瘤胃球菌属、梭杆菌属等的细菌丰度较高,其中两位——扭链瘤胃球菌(Ruminococcus torques)和活泼瘤胃球菌(Ruminococcus gnavus)也是早就因为与炎症性肠病[6]和代谢紊乱[3]有关而“声名在外”。另外,多形拟杆菌作为苗条人群的优势菌,其数量的差异在两组中非常明显,位列前十。

而且研究发现,之所以肥胖志愿者的拟杆菌属细菌大量减少,是因为代谢产物芳香族氨基酸(AAA)以及支链氨基酸(BCAA)的增加。这两类氨基酸在过去的研究中已经被证明与II型糖尿病[7]的发生发展有关。

在这次研究中,研究人员共分析了148种氨基酸,发现肥胖人群中谷氨酸的含量非常高,与苗条人群的差异也最大,而且在肥胖人群中,它的含量与多形拟杆菌的数量呈反比。

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多形拟杆菌

这些结果都在提示研究人员,多形拟杆菌这个细菌似乎在肥胖中起到非常关键的作用,那么真的是这样吗?

于是研究人员进行了小鼠实验,希望用它们来直接证明多形拟杆菌与肥胖的关系。他们给正常饮食的小鼠移植了多形拟杆菌,发现小鼠的总脂肪量减少、肌肉量增加;类似的现象也发生在高脂饮食的小鼠中,它们体重增长的速度减慢,肥胖的倾向也不那么明显了。

而且有趣的是,与移植了灭活的多形拟杆菌和磷酸缓冲液(空白对照)的小鼠相比,活性拟杆菌组小鼠脂肪细胞体积明显减小!这与过去科学家发现的“肥胖者之所以胖,一部分是因为他们体内的脂肪细胞‘胖’(另外脂肪细胞的数量也会有一定影响)”的结论是一致的[8]。当然,这些小鼠体内参与脂肪合成、炎症因子产生的基因的表达量也都明显下降。
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磷酸缓冲液(PBS)、灭活的多形拟杆菌(KBT)和保有活性的多形拟杆菌(LBT)脂肪细胞大小的对比

而在这个“效应”背后,微生物的代谢物——谷氨酸的量也确实明显减少,除此之外还有苯丙氨酸、亮氨酸和缬氨酸。谷氨酸作为我们熟悉的味精的成分,早在1976年就被证明可以通过阻止脂肪分解、扩大脂肪细胞体积来诱导肥胖产生了[9]。(所以这是不是意味着,肥胖人群应该少摄入味精?)

最后,研究还是回归到人的身上。研究人员又找到了23名接受过袖状胃切除术(sleeve gastrectomy)的志愿者,袖状胃切除术是代谢手术中的一种,通过腹腔镜把胃大弯切除,减小胃的体积,主要用于治疗肥胖和II型糖尿病。研究人员收集了他们在刚刚接受完手术、术后1个月和3个月的粪便样本,对肠道微生物以及代谢物等等的变化进行了分析。
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袖状胃切除术

结果并不出乎意料,接受了手术的志愿者体重迅速减少,高血糖、胰岛素抵抗和炎症反应显著减轻,代谢循环中的谷氨酸含量也大大减少。更重要的是,他们肠道中的多形拟杆菌随着体重的下降慢慢增加,在3个月时,几乎恢复到了与对照组的苗条人群同样的水平!

这个以我国汉族年轻人为样本的“本土化”研究其实也是“精准医学”的一个缩影,不同的遗传背景和环境以及饮食习惯塑造了不同的肠道菌群。所以基于这个研究,未来,科学家们会不会开发出针对中国肥胖人群的肠道微生物制剂呢?甚至可能这一思路对其他疾病的研究也会产生影响,改变许多疾病的治疗。忍不住要感叹一句,肠道微生物果然是“一座神秘的宝矿”啊!

等等,生物谷小编有话说,18年肠道会议需要您的建议:https://www.wenjuan.in/s/7jqi2e6/
《自然》子刊:牛!瑞金医院和华大基因联合破解与汉族人肥胖有关的肠道微生物,吃出好身材不是梦 | 临床大发现

参考文献:

[1] Ruixin Liu, et al. Gut microbiome and serum metabolome alterations in obesity and after weight-loss intervention. Nature Medicine (2017) doi:10.1038/nm.4358.
[2] Mueller, S. et al. Differences in fecal microbiota in different European study populations in relation to age, gender and country: a cross-sectional study. appl. Environ. Microbiol. 72, 1027–1033 (2006).
[3] Le Chatelier, E. et al. Richness of human gut microbiome correlates with metabolic markers. Nature 500, 541–546 (2013)
[4] Cotillard, A. et al. Dietary intervention impact on gut microbial gene richness. Nature 500, 585–588 (2013)
[5] Qin, J. et al. A metagenome-wide association study of gut microbiota in type 2 diabetes. Nature 490, 55–60 (2012).
[6] Peterson, C.T., Sharma, V., Elmén, L. & Peterson, S.N. Immune homeostasis, dysbiosis and therapeutic modulation of the gut microbiota. Clin. Exp. Immunol. 179, 363–377 (2015).
[7] Wang, T.J. et al. Metabolite profiles and the risk of developing diabetes. Nat. Med. 17, 448–453 (2011).
[8] Hirsch, J. and B. Batchelor, Adipose tissue cellularity in human obesity. Clin Endocrinol Metab, 1976. 5(2): p. 299-311.
[9] Bunyan, J., Murrell, E.A. & Shah, P.P. The induction of obesity in rodents by means of monosodium glutamate. Br. J. Nutr. 35, 25–39 (1976).

Nature:T细胞带有抑制致癌基因“开关”

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Nature:T细胞带有抑制致癌基因“开关”
许多电气设备中有保护开关,在设备过热之前会自动断开。德国慕尼黑工业大学一个研究小组最近发现,人体免疫细胞T细胞内也有类似开关,那些有基因缺陷的T细胞会被“紧急关闭”,确保其不会疯狂生长成肿瘤细胞。这一成果发表在《自然》杂志上,有助于开发治疗淋巴瘤的新方法,或能治愈因免疫细胞缺损导致的T细胞非霍奇金淋巴瘤。
正常情况下,T细胞能迅速发现并杀死癌细胞。然而,当T细胞自身基因组DNA发生缺损时,涉及到细胞生长的这部分变成所谓的“致癌基因”,使T细胞本身成为不可控生长的肿瘤细胞,T细胞非霍奇金淋巴瘤就是这样。这种侵袭性淋巴结癌的治愈率很低,德国有约十万分之一人口患淋巴结癌。
慕尼黑工业大学临床化学研究所所长及转化癌症研究中心教授于尔根·鲁兰德领导的研究小组,在T细胞非霍奇金淋巴瘤的小鼠模型中发现了一种叫PD-1的蛋白,其会被细胞的致癌基因激活,并抑制这些基因的作用,及早关闭有缺陷的T细胞,防止它们进一步疯狂生长,从而起到了“保护开关”的作用。
这项研究还澄清了一个问题:为什么尽管有这种保护功能,许多T细胞非霍奇金淋巴瘤还是如此凶险。主要研究人员蒂姆·瓦特维系解释说,他们检查了150例患者的基因数据记录,“根据我们以前的结果,发现个别组中超过30%的患者的基因组区域发生了变化,干扰了PD-1的产生。这种后果是致命的,当PD-1的‘紧急关闭’功能失效,病患有缺陷的T细胞就可不受控制地繁殖”。
鲁兰德教授表示:“对这样的病人,可以通过药物帮助来刺激PD-1信号释放,达到抑制肿瘤细胞的功效。其他类型的癌症已经存在这种药物,对于T细胞非霍奇金淋巴瘤,现在可以考虑类似的方法。”他建议研究人员调查肿瘤的个体差异,然后决定给予哪种药物。(生物谷Bioon.com)

重磅!美国首个针对体内基因突变的基因疗法今日获批

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今日,业内传来一条重磅新闻——美国FDA宣布批准Spark Therapeutics的创新基因疗法Luxturna(voretigene neparvovec-rzyl)上市,治疗患有特定遗传性眼疾的儿童和成人患者。Luxturna也是首款在美国获批、靶向特定基因突变的“直接给药型”基因疗法。


“今日的批准标志着基因疗法领域的又一个‘第一次’,它不但有着全新作用机理,而且还将基因疗法应用到了癌症之外,治疗视力下降。这个里程碑进一步强调了这一突破性方法有望治疗广泛疾病的潜力。几十年来的研究努力在今年为罹患严重和罕见疾病的患者带来了3款基因疗法我相信基因疗法会成为治疗的主流,甚至有望治愈许多最为严重和棘手的疾病。”美国FDA局长Scott Gottlieb博士在官方通告中对其有高度评价。

今日获批的Luxturna有望治疗一类叫做遗传性视网膜营养不良(hereditary retinal dystrophies)的遗传病。在人体内,超过220条基因里的突变,都可能会导致疾病出现,并最终使患者出现进展性的视觉下降。其中,由RPE65基因等位突变引起的疾病在美国大约影响了1000到2000人。在人体内,RPE65基因编码了对正常视力起重要作用的一种酶。因此,基因突变引起的RPE65酶水平下降或缺失会让患者的视力受损,最终导致失明。

重磅!美国首个针对体内基因突变的基因疗法今日获批

▲Luxturna是治疗遗传性视网膜疾病的领先疗法(图片来源:Spark Therapeutics官方网站)

基因疗法的横空出世让原本无药可治的遗传病患者看到了曙光。由Spark带来的Luxturna利用腺相关病毒技术,能将健康的RPE65基因直接引入到视网膜细胞中,让它们产生正常的RPE65酶,恢复患者的视力。在有41名患者参与的临床试验中,这一疗法的效果与安全性得到了有效的验证:接受治疗的患者在暗光下避开障碍的能力得到了显著提高,副作用也在可控范围内。先前,Luxturna已经获得了美国FDA颁发的优先审评资格和突破性疗法认定。今日的获批,也是对这款突破性疗法的最佳认可。

“Luxturna的批准打开了一扇通往基因疗法无限潜力的新大门,”美国FDA生物制剂评估与研究中心(CBER)的负责人Peter Marks博士说道:“RPE65基因等位突变相关的遗传性视网膜营养不良患者现在有了改善视力的新方法。之前,这样的希望相当渺茫。”

2017年可以说是基因疗法的元年。除了3款获美国FDA批准的基因疗法外,不少其他基因疗法也正在积极研发之中,并给一名又一名患者带来了生的希望。我们期待能在未来听到更多基因疗法的好消息。

参考资料:
[1] FDA approves novel gene therapy to treat patients with a rare form of inherited vision loss
[2] Spark Therapeutics官方网站

Nature:重大突破!揭示FGFR3-TACC3基因融合导致癌症产生机制

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2018年1月4日/基因宝jiyinbao.com/—在一项新的研究中,来自美国哥伦比亚大学医学中心(CUMC)的研究人员发现两个相邻基因的融合能够导致线粒体过度运转和增加细胞疯狂生长所需的燃料数量,从而导致癌症产生。他们也发现在人癌细胞和一种脑癌类型的小鼠模型中,靶向这个新鉴定出的癌症通路的药物能够阻止肿瘤生长。相关研究结果于2018年1月3日在线发表在Nature期刊上,论文标题为“A metabolic function of FGFR3-TACC3 gene fusions in cancer”。

Nature:重大突破!揭示FGFR3-TACC3基因融合导致癌症产生机制
图片来自Iavarone实验室。

胶质母细胞瘤是最为常见的和侵袭性的原发性脑癌。在2012年发表在Science期刊上的一项研究(Science, doi:10.1126/science.1220834)中,这个CUMC研究小组已发现一些胶质母细胞瘤病例是由两个基因FGFR3和TACC3融合在一起导致的。在当时,人们曾认为这种基因融合仅限于一部分脑瘤,在美国每年影响大约300名患者。

然而从那时起,其他的研究人员已观察到这种相同的基因融合存在于一部分肺癌、食管癌、乳腺癌、头颈癌、宫颈癌和膀胱癌中,总体上影响着成千上万的癌症患者。论文共同通信作者、CUMC癌症遗传学研究所神经病学教授、病理学与细胞生物学教授Antonio Iavarone博士说,“这可能是人类癌症中唯一最为常见的基因融合。我们想要确定FGFR3-TACC3融合如何诱导和维持癌症,这样我们就可能鉴定出药物治疗的新靶标。”

长期以来,人们已在癌症中观察到线粒体变化,但是仅在近期才发现线粒体活性和细胞代谢与某些癌症存在关联。然而,基因突变改变线粒体活性和促进肿瘤生长的机制是未知的。

在当前的这项研究中,这些研究人员比较了携带着FGFR3-TACC3和未携带着FGFR3-TACC3的癌细胞中的上千个基因的活性。他们发现这种融合极大地增加线粒体的数量和增加它们的活性。鉴于癌细胞需要大量的能量才能快速地分裂和生长,当线粒体的活性增加时,这些癌细胞就能够茁壮生长。

通过采用多种实验技术,这些研究人员确定这种基因融合启动了一系列增强线粒体活性的事件。首先,FGFR3-TACC3激活一种被称作PIN4的蛋白。一旦遭受激活,PIN4迁移到过氧化物酶体中。作为一种细胞器,过氧化物酶体将脂肪降解为增加线粒体活性的物质。受到激活的PIN4触发产生的过氧化物酶体数量增加了4~5倍,从而释放大量的氧化剂。最后,这些氧化剂诱导PGC1α产生。作为线粒体代谢的一种关键的调控物,PGC1α增加线粒体的活性和能量产生。

论文共同通信作者、CUMC癌症遗传学研究所细胞生物学教授Anna Lasorella博士说,“我们的研究提供了癌基因如何激活线粒体代谢的第一个线索,这是癌症研究领域长期存在的一个至关重要的问题,并且提供了过氧化物酶体参与癌症产生的第一个直接的证据。这给我们如何能够破坏癌症的燃料供应提供了新的见解。”

在另一项实验中,利用线粒体抑制剂处理含有FGFR3-TACC3的人脑癌细胞会阻断癌细胞中的能量产生,并且显著地减缓肿瘤生长。这种效果也在含有这种基因融合的人脑癌小鼠模型中观察到。
Iavarone博士猜测一种双重治疗方法可能是FGFR3-TACC3肿瘤患者所需要的。在之前的研究中,这些研究人员已发现当在胶质母细胞瘤小鼠模型中进行测试时,抑制FGFR3激酶的药物会增加存活率。FGFR3激酶协助这种融合基因产生的蛋白发挥功能。

如今,作为这篇论文的一名共同作者,法国巴黎萨伯特慈善医院(Pitié Salpêtrière Hospital)的Marc Sanson博士在一项临床试验中,正在复发性胶质母细胞瘤患者中测试这些药物。Iavarone博士说,“抑制活性激酶的药物已在一些癌症中接受过测试,并且获得了令人鼓舞的结果。但是,不可避免的是,它们对这些药物产生耐药性,而且这些肿瘤复发了。然而,直接地靶向线粒体代谢和FGFR3-TACC3就有可能阻止这种耐药性产生和肿瘤复发。”

基于这项研究的发现,这些研究人员如今正在考虑往参加这项临床试验的患者的治疗药物中添加线粒体抑制剂的可能性。

这些研究人员当前正在人癌细胞和动物模型中测试这种双重治疗方法。(生物谷 Bioon.com)

参考资料:

Véronique Frattini, Stefano M. Pagnotta, Tala, Jerry J. Fan et al. A metabolic function of FGFR3-TACC3 gene fusions in cancer. Nature, Published online:03 January 2018, doi:10.1038/nature25171

又一基因疗法进入临床,这次是与医疗器械相结合的光遗传学方法

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又一基因疗法进入临床,这次是与医疗器械相结合的光遗传学方法
今日法国眼科疾病基因疗法公司GenSight Biologics宣布英国药监局已经接受了公司GS030对视网膜色素性视网膜炎的PIONEER临床I/II试验申请。
去年GS030获得FDA和EMEA孤儿药资格认定,目前GenSight正在与其他监管机构进行沟通,并计划在2018年提交更多的IND和CTA。
PIONEER研究
PIONEER是一项多中心开放标签性的剂量递增研究,用于评估GS030的安全性和耐受性。GS030是通过单一玻璃体腔注射给药的基因疗法(GS-030-DP)和可穿戴的光电视觉刺激装置(GS030-MD)的组合。受末期非综合征型视网膜色素变性影响的患者是这次临床试验的研究对象,然对符合此罕见病临床研究的患者屈指可数。
按照试验方案,三名受试者中的每一名都需要在他们受病情影响最严重的眼睛,通过单一玻璃体腔注射来不断增加GS030-DP的剂量,然后第四个延伸队列将获得最高耐受剂量。独立数据安全监测委员会(DSMB)将审查每个队列中所有受试者的安全性数据,并为转向下一个更高的剂量提供参考意见。在注射一年之后对其主要的安全性和耐受性进行评估,GenSight期望能在2018年第一季度开始第一例的临床试验
GenSight首席执行官兼联合创始人Bernard Gilly说到:“GS030临床试验获批让我非常高兴,这是公司的一个重要里程碑。也是眼科学有史以来第一次将与医疗器械相结合的光遗传学方法在人体中进行试验。 如果这种疗法被证明是安全有效的的话,将从对PR的研究转为对干性老年性黄斑变性(AMD)的研究。”
GenSight Biologics
GenSight Biologics S.A.创立于2012年,总部在巴黎,是一家临床阶段的生物技术公司,主要集中于研发对视网膜神经退行性疾病和中枢神经系统疾病创新基因疗法。2015年公开募股(IPO),募资将近7000万美元用于推进其生产管线的研究。
公司研发管线主要利用两个核心技术平台,即线粒体靶向序列(MTS)和光遗传学,来保护或恢复患有致盲性视网膜疾病患者的视力。GenSight的基因疗法设计为通过玻璃体腔对每只眼睛进行单次注射治疗,从而让患者视觉功能持续恢复。
GS010
GenSight Biologics公司的首要候选药物GS010正在美国和欧洲正进行两项临床III期试验,用于评估GS010对患有ND4突变导致的Leber遗传性视神经疾病(LHON)患者(患病少于等于一年)的疗效和安全性,该试验结果预计今年就能得到。LHON,这是一种罕见的线粒体疾病,导致青少年和年轻成人不可逆的失明。
GS030
GS030是利用GenSight的光遗传学技术平台产生的一种新的基因疗法,通过单次注射将光敏蛋白编码基因导入,特异性靶向视网膜细胞,使患者恢复光敏感性,从而恢复视力。并且开发专门刺激转换细胞的外部可穿戴的医疗设备,将光信号放大,从而进一步提高视觉效果。此基因疗法最突出的是患者视觉功能的最佳恢复需要依赖于该医疗设备来实现, 用于视网膜色素变性(RP)患者的视力的恢复。
目前GenSight的光遗传学技术平台主要还针对PR这种家族遗传性疾病中的特定基因突变。如果GS030对RP早期临床阶段试验效果良好,该项技术将可能应用于其他光感受器退化导致的视网膜疾病治疗,且有可能用于干性-AMD的治疗。
视网膜色素变性(RP)
视网膜色素变性(RP)是一种隐性或显性遗传性眼病,患者从小在黑暗环境中不适应(夜盲),随着年龄增长症状加重逐渐加重至双眼全盲。现在知道的与其相关的基因分子有90多个,这些基因的缺失导致相关细胞营养不良而退化,从而视力下降或失盲。此外PR还与全身性疾病关联。
目前申报临床的基因疗法高达2000多种,可是能真正笑到最后的又有多少呢,希望这个基于光遗传学设计的与医疗设备相关联的基因疗法能够顺利抵达彼岸,给患者带来光明。(生物谷Bioon.com)

糖尿病:令人惊讶的基因发现可以促进新的治疗

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糖尿病:令人惊讶的基因发现可以促进新的治疗
通过研究一个患有罕见血糖紊乱的家庭,科学家们发现了一种基因突变,这种基因突变可以导致高血糖和低血糖。这一发现可能会导致治疗糖尿病的新方法。
糖尿病是身体不能产生足够的胰岛素的一种状态,或者它不能有效地使用它。结果,血糖水平过高。
但是,在美国,只有1 – 4%的病例是罕见的,这就是所谓的单基因型糖尿病,它们来自于一个基因的突变,这个基因是由一个或两个父母遗传而来的。
这种突变损害了胰腺中分泌胰岛素的细胞的功能。
一种最常见的单性糖尿病是年轻人的成熟型糖尿病,在美国,20岁以下的人群中约有2%的糖尿病病例。
在最新研究中,研究了一个独特的家庭,一些成员患有糖尿病,而其他胰岛瘤,或在胰腺产生胰岛素瘤。
值得注意的是,糖尿病的特征是高血糖,而胰岛素瘤则导致血糖水平过低。这两个相互矛盾的条件怎么能在同一个家庭中运行呢?
根据korbonit教授和团队的说法,一个基因突变是罪魁祸首。
MAFA突变的发现
通过分析这个家族的基因组,研究人员惊奇地发现,在患有糖尿病的家庭成员和患有胰岛素瘤的患者中,基因中存在一个单一的突变。
MAFA基因通常调节细胞内胰岛素的产生。这种基因的突变导致了一种异常的MAFA蛋白的产生,这种蛋白在细胞中似乎比正常的MAFA蛋白更丰富。
研究人员证实了另一个家族中存在的MAFA基因突变,这一家族同时患有糖尿病和胰岛素瘤。
总的来说,研究结果表明,MAFA基因的突变可能是导致高血糖和低血糖的原因,但确切地说,突变是如何导致这种情况的,目前还不清楚。
博士解释说,“我们相信第一个研究作者Donato Iacovazzo,威廉·哈维的研究所QMUL,“这种基因缺陷疾病的发展是至关重要的,我们现在进行进一步的研究来确定该缺陷,一方面,损害生产胰岛素导致糖尿病,另一方面,导致胰岛瘤。”
这些结果,将发表在《美国国家科学院学报》上,代表第一次MAFA基因的突变与疾病有关,和研究人员认为,他们可以为常见和罕见形式的糖尿病的新疗法。
“虽然我们所描述的疾病非常罕见,但研究罕见的情况有助于我们更多地了解更多常见疾病的生理学和机制。”我们希望在更长期的研究中,我们将探索新的方法来触发细胞再生,以治疗更常见的糖尿病。(生物谷 Bioon.com)

2018基因编辑与基因治疗国际研讨会嘉宾演讲摘要(一)

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2018基因编辑与基因治疗国际研讨会嘉宾演讲摘要(一)

2018基因编辑与基因治疗国际研讨会官网入口:
http://www.bioon.com/index_forword.asp?id=9633  
 
以CRISPR-Cas9为代表的基因编辑技术从发现到应用, 至今已经走过5年多的时间。毋庸置疑,它开辟了生命医学研究的一个新时代。首先是以基因编辑技术为代表的基因治疗, 使很多罕见遗传病有望被治愈,如血友病、杜氏肌营养不良(DMD)症、地中海贫血症、亨庭顿舞蹈症等;其次,基因编辑改造的T细胞在肿瘤免疫治疗上有望实现规模化制备。通用CAR-T有可能成为未来的白血病治疗的标准方案之一;第三,基因编辑技术与干细胞结合有望促进再生医学领域的应用,特别是中国科学家通过基因编辑技术,首次人工改造出遗传增强的“超级”干细胞
除CRISPR-Cas9外,基因编辑系统的分类与功能进一步完善。在原有CRISPR/Cas9系统基础上,又有一些新的或改进的基因编辑技术出现,以提高其编辑效率,降低脱靶效应,使用更安全。
然而,如何规范基因编辑技术的合理应用,如何促进基因编辑技术的临床转化,是值得探讨的问题。另外也有许多科研工作者和临床医生关心基因治疗的临床进展。为此,生物谷将举办2018基因编辑与基因治疗国际研讨会,邀请国内外一线专家, 临床医生深入研讨,推动交流与合作。
部分嘉宾演讲摘要预览:

 2018基因编辑与基因治疗国际研讨会嘉宾演讲摘要(一)
刘光慧 教授

演讲题目:Using stem cell and gene editing techniques to study and treat aging-associated disorders

中国科学院生物物理研究所

Hutchinson-Gilford progeria syndrome (HGPS) and Werner syndrome (WS) are two human premature aging disorders with features that closely recapitulate the characteristics of human aging. Mutations in LMNA and WRN genes lead to aberrant splicing product progerin and protein loss in HGPS and WS, respectively. Study on how genetic alteration leads to the cellular and organismal phenotypes of premature aging will provide clues to the molecular mechanisms underlying physiological aging and facilitate our understanding of the molecular pathways contributing to healthy aging. We have generated induced pluripotent stem cells (iPSCs) from fibroblasts obtained from patients with HGPS, Parkinson’s disease (PD), Amyotrophic lateral sclerosis (ALS), Fanconi Anemia (FA), and Xeroderma pigmentosum (XP). Further, using targeted gene correction technique, we successfully corrected the mutated LMNA in HGPS-iPSCs, mutated LRRK2 in PD-iPSCs, mutated FANCA in FA-iPSCs, and mutated SOD1 and FUS in ALS-ipsCs. Finally, by using targeted “knock-out” and “knock-in” techniques, we generated WS-, FA-, PD-, and Glioblastoma multiforme (GBM)-specific human stem cells with relevant pathogenic mutations. Upon differentiation of these disease-specific pluripotent stem cells to specific somatic cell types, the latter recapitulated aging/disease-associated and tissue-specific phenotypic defects. Altogether, these studies provide important platforms for studying aging/disease mechanisms and developing new therapies.
 2018基因编辑与基因治疗国际研讨会嘉宾演讲摘要(一)
杨辉

演讲题目:基因编辑在疾病模型建立及疾病治疗中的应用

中国科学院上海生命科学研究院
基因修饰动物是研究在发育和疾病中基因功能的重要工具。CRISPR/Cas9系统有效的应用于构建基因敲除和敲入小鼠。然而,该方法获得的基因修饰动物存在严重的嵌合体现象,即动物个体的一部分细胞被基因编辑,而另一部分则没有。通过交配方法获得纯合的基因敲除小鼠需要很长的时间和花费,这在获得多基因敲除小鼠中尤为明显。而由于猴子的生殖周期长(4-5年性成熟,半年怀孕期),生殖能力低(单胎动物),通过交配方法来获得纯合突变的基因修饰猴则需要更长的时间和花费。为此,我们通过优化CRISPR/Cas9系统,成功的在第一代就获得了单基因或多基因功能完全敲除的小鼠及猴,可以直接用于表型分析,极大促进了非人灵长类动物模型的建立及其在脑科学及脑疾病中的研究。同时我们设计了一种同源介导末端接合(HMEJ)策略,可以在分裂和非分裂细胞中均实现精确且高效的基因整合。更重要的是,在小鼠和猴子胚胎或者体内的肝细胞和神经元中,该方法的效率均远高于以HR、NHEJ和MMEJ为基础的策略。因此,这种HMEJ策略可能具有多种运用性,譬如基因编辑来获得动物模型以及靶向基因治疗
通过上述几种方法,我们可以有效的在猴中获得各种基因修饰猴模型。近期,我们目标获得的疾病猴模型包括PD,AD,ALS,DMD,RP,AS等,工具猴模型包括光遗传猴,各种神经元特异的Cre猴等。这些猴模型的建立将极大促进我们对人类疾病的了解和治愈。
此外,我们也致力于各种CRISPR相关工具的开发及优化,包括CRISPR激活系统,CRISPR标记系统,CRISPR介导的成体治疗等等。
 
2018基因编辑与基因治疗国际研讨会嘉宾演讲摘要(一)



丁秋蓉 教授

演讲题目:基因编辑大规模筛选在多能干细胞肝向分化和肝脏再生研究中的应用

中国科学院上海生命科学研究院营养科学研究所
基因组编辑技术的飞速发展,尤其是近年来CRISPR/Cas9基因组编辑体系的出现,使得研究人员能高效地在细胞株和动物模型中对基因组进行精确编辑,并进行大规模遗传筛选。利用CRISPR体系,同时结合报告基因系统,我们针对人多能干细胞肝向分化中的调控因子进行了大规模筛选,鉴定出若干基因在人多能干细胞体外定向分化为肝脏样细胞过程中起调节作用。并根据筛选出的调节基因及其相关功能提示,进一步进行了有针对性的化合物文库筛选,发现有效的小分子抑制剂能显著促进多能干细胞的肝向分化。同时,我们建立了CRISPR体内高效肝脏靶向体系,并进一步用于大规模筛选参与肝脏再生过程中的调节分子。我们的研究提示了基于CRISPR平台的大规模筛选系统在体内和体外生物过程研究中的应用价值。
 
2018基因编辑与基因治疗国际研讨会嘉宾演讲摘要(一)
蔡宇伽 PhD, 研究员

演讲题目:基因治疗的非病毒与病毒载体系统

上海交通大学系统生物医学研究院
经过几十年曲折发展的历程,基因治疗正逐渐进入世界中心舞台。基因治疗的实现有赖于可靠的载体技术。载体技术通常分为非病毒载体和病毒载体两套系统。非病毒载体以Sleeping Beauty(睡美人)和piggyBac转座子为代表。病毒载体以慢病毒载体和腺相关病毒载体(AAV)为代表。转座子是一种古老的可移动的DNA元件。它们存在于所有的生物的基因组,可以在基因组里‘跳跃’和扩增。由于突变的不断积累,大多数转座子在漫长的生物进化当中趋于沉默,不再活跃。比如,目前最常用的转座子系统之一Sleeping Beauty便是从三文鱼的基因组中重新构建而来的,因而称为‘睡美人’转座子。转座子系统包括两个元件,一个是转座子酶,一个是转座子。转座子在转座子酶的作用下,以剪切和粘贴的方式实现转座。 与病毒载体相比,转座子的优势体现在,(1)生产过程极其简单,成本低廉;(2)转座子能够携带比病毒载体大得多的基因,比如,Sleeping Beauty能够携带10 kb的基因,而piggyBac更是能达到100 kb;(3)Sleeping Beauty的插入位点随机分布,因而具有较低的插入突变和导致癌症的风险。作为基因治疗载体,转座子系统也有自身的缺点,主要体现在,(1)自身不具备穿透细胞膜屏障的能力;(2)用于在体基因治疗比较困难。相反,病毒在漫长的生物进化过程当中获得了极为高效的感染细胞的能力。根据病毒改造而来的基因治疗载体继承了病毒这种穿透细胞膜的能力。病毒载体用于基因治疗的担忧主要来自于安全性。报告人将介绍课题组在安全性上对慢病毒进行改造的最新进展。
 
2018基因编辑与基因治疗国际研讨会嘉宾演讲摘要(一)
李斌 教授,主任医师

演讲题目:基因治疗leber遗传性视神经病变

武汉同济医院
Leber氏遗传性视神经病变(LHON)是一种导致失明的线粒体遗传病 。在NADH脱氢酶亚基4(ND4)基因的11778碱基位点A线粒体DNA点突变是最常见的原因。本研究的目的是评估在携带G11778A突变LHON患者携带ND4(的rAAV2-ND4)的重组腺相关病毒2(AAV2)的疗效和安全性。通过玻璃体内注射到一只眼睛,有九个患者施用了rAAV2-ND4, 然后对他们进行9个月的跟踪。进行视力,视野,和光学相干断层成像的眼科检查。体检包括血常规,尿。经过9个月的随访发现,其中六名患者注射过的眼睛的视力有至少0.3 log MAR改善。在这六个患者中,视野被扩大,但视网膜神经纤维层保持相对稳定。其他的测量结果没有显著的变化。在9个月的随访期间,九个患者均无与向量相关的局部或全身不良事件。这些发现支持了LHON基因疗法的可行性。
 
大会联系人:

何春幸
E-mail: chunxing.he@medsci.cn
Mt: 17321087523 微信号medscihuiyi01

 
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中国已在基因治疗领域领先美国,下一个千亿市场正处爆发前夜

基因君

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中国已在基因治疗领域领先美国,下一个千亿市场正处爆发前夜

2012年,来自美国和奥地利的科学家共同改进了CRISPR-Cas9系统,并在其发表的研究论文中预示:CRISPR可作为一种高效而特异的RNA介导的基因编辑工具。2013年,张锋等人利用CRISPR进行哺乳动物细胞的基因编辑,开启了CRISPR作为可编程的基因编辑工具的新纪元。

作为CRISPR技术的领先者,美国尚未批准将其应用于人体试验,不过中国对此的监管限制却较少,也因此成为了第一个将CRISPR用于人体试验的国家。

2016年7月,四川大学华西医院肿瘤学教授卢铀团队宣布将开展“全球第一例”CRISPR–Cas9基因编辑人体临床试验,同年10月28日,首名癌症患者接受了经CRISPR技术改造的T细胞治疗5;又有报道称,早在2015年,位于安徽合肥的解放军第105医院就已经开始了CRISPR人体试验。

2017年3月,杭州市肿瘤医院院长吴式琇也开始尝试利用基因编辑技术治疗癌症患者。1月21日,美国《华尔街日报》(WallStreet Journal)发表长文,评论了中国率先开始基因编辑人体试验之举,其中对吴式琇的试验进行了报道。

据了解,吴式琇的团队抽取食管癌患者的血液标本,通过高铁将其运送到安徽柯顿生物科技有限公司实验室,运用CRISPR技术将血液里的免疫细胞中影响肿瘤杀伤作用的基因删除,再将其回输入患者体内,希望被修饰过免疫细胞能够杀死肿瘤细胞,从而达到治疗目的。

此次试验由杭州市肿瘤医院的伦理委员会(Ethics Committee)审核通过,其成员由医院任命,包括该院几名医生、一名律师和一名患者。委员会只用一下午就批准了试验,而因为我国卫计委已授权各医院伦理委员会对临床试验进行审核并评估风险,吴式琇无需再通过卫计委相关部门的审核。

相比之下,美国计划开展基因编辑人体试验的时间其实并不算晚,但审核流程却更为严格。研究人员必须首先获得美国食品药品监督管理局(FDA)批准,才能进行人体试验。

为获得所在医院人体试验评估委员会和FDA批准,美国首个基因编辑人体试验的主要负责人、宾夕法尼亚大学CRISPR研究团队首席科学家Carl June,在2016年首先尝试获得美国国立卫生研究院(NIH)顾问委员会的评估。委员会对其提出了一系列要求,例如将实验描述为“基因转移(gene transfer)”而非“基因治疗(gene therapy)”,确保患者知晓这只是一项试验而非治疗,进行各种测试观察CRISPR的脱靶现象等。虽然最终得到了NIH的批准,June的团队又花了一年时间与FDA讨论,向其提供信息并答疑解惑。

据悉,目前他们正在等待FDA的最终审批,预计最早于本月获批。然而这并不是结束,即使试验开始,宾大仍将面临比吴式琇更多更严格的标准。

在受试者知情同意方面,宾大研究人员必须使用由FDA和医院评估委员会审核通过的知情同意书,而吴式琇的同意书只简略提到了基因工程,也并未向患者详细说明其使用的只是试验性工具。柯顿生物科技的相关人员称,中国患者也会签署同意书,但基本上是听医生的。

对于试验过程中出现的死亡等严重不良事件,FDA发言人表示,无论死亡是否与试验相关,试验开展方都必须上报FDA,而我国卫计委则要求研究人员向医院伦理委员会报告不良事件。目前,吴式琇的试验已有例死亡病例,而他表示,患者死亡由其所患疾病所致,与试验本身无关,因此无需上报。

此外,新药I期临床试验的主要目的之一是初步评估药物的人体安全性。June称,宾大将先在一位患者身上测试CRISPR,等待一个月确保未发生不良反应后再在另两位患者身上测试。吴式琇则认为,挽救患者生命是最重要的,目前他已编辑了10余位癌症患者的基因,未来计划在更多患者身上进行测试。

目前,美国国家医学图书馆数据库已经记录了中国的9次试验,而实际数字可能不止如此。

中国正力争使国内产业走上国际舞台,基因编辑更是被列入2016年制定的国家五年计划中。June也表示,在将CRISPR等西方国家开创的医疗技术加以应用方面,中国可能超过美国,美国将来可能失去在生物医药领域的领先位置;“中美之间关于CRISPR的对垒,也许会触发20世纪50年代时美苏航天技术竞赛那样的生物竞赛,而这次将会是2.0版本。”

对此,《华尔街日报》评论道,虽然各国对于人体试验的政策可能存在差异,但中国敢为人先的尝试着实让西方科学家对这一全新工具的安全性感到担忧,他们并不认为美国应该放松对这方面的监管。芝加哥大学神学院(Universityof Chicago Divinity School)院长、生物伦理学家Laurie Zoloth接受采访时也说道,希望各国制定统一标准,共享试验结果和伦理准则。

在基因编辑这一尚未成熟的领域中,目前还较难在快速推进与保证安全性之间找到理想的平衡点。近日,斯坦福大学Matthew H. Porteus教授团队发现,在大部分人体内原本就存在针对Cas9蛋白的体液免疫和细胞免疫,CRISPR-Cas9技术在人体中应用有可能引发严重的免疫反应。

吴式琇同意CRISPR技术是一把双刃剑,但他同时说道,当别人更多关注潜在风险时,他们看到的是潜在疗效。生死一线的晚期癌症患者无法让他将时间过多用在各种测试上,“如果不尝试一下,就永远无法知道结果。”

在解放军105医院和此次杭州市肿瘤医院的试验中,相关人员均表示部分患者的病情有所缓解,但截止到目前为止,我国各项基因编辑人体试验尚未公布其结果。

中美均投重金,全球6家公司上市,下一个千亿市场正处爆发前夜

2018年1月,美国宣布将在未来6年出资1.9亿美元,支持体细胞基因编辑研究,以开发安全有效的基因编辑工具,治疗更多人类疾病。美国不惜重金发展基因编辑技术,显然对该技术十分看好。

近两年,中国在精准医疗领域政策发布也非常密集,对基因编辑等技术给予大量支持。比如将精准医疗上升为国家战略,计划在2030年投入600亿元。2017 年 4 月印发《“十三五”生物技术创新专项规划》,点明发展“新一代基因操作技术”。

具体要发展精确或定量化的新型基因操作技术,真核生物细胞的基因(组)编辑技术,在工业生产和环境保护等方面具重要应用价值的新型微生物基因重组技术,促进多种基因(组)编辑手段的融合,重视基因操作的效率和通量,提高易操作性,降低脱靶性,扩大应用范围。

据中商产业研究院最新报告,2016至2020年全球精准医疗市场规模将以每年15%的速率增长。预计 2020 年全球精准医疗市场规模将破千亿,达到 1050 亿美元,“基因剪刀”将是撬动千亿级大市场的一把钥匙。

全球发展如火如荼

贝壳社梳理了国外基因编辑相关企业(如下表),从表中能看出17家公司中有6家已经上市,且大多总部设在美国,可见美国在基因编辑技术领域仍走在前列。各家所采用的技术也几乎涵盖了三代编辑技术,但仍以CRISPR为主,另外腺病毒或腺相关病毒技术也较为普遍,其次CAR-T联合CRISPR技术的出现,表明联合治疗法将成为一种新趋势。最后,河北科技大学的韩春雨副教授声称发现一种不同于CRISPR的新核酸酶Argonaute,虽然引发全球关注,也吸引丹麦诺维信谋求合作,但该发现至今未被认可,甚至疑为学术造假。

中国成美国强劲对手

虽然美国基因编辑水平位于世界前列,但中国在该领域的技术同样世界领先,美媒甚至称“中国基因编辑技术发展令美国望尘莫及”。2018年1月23日媒体报道,杭州肿瘤医院院长兼肿瘤医生吴式琇从去年3月起,就尝试用CRISPR-Cas9技术治疗食道癌患者。

中国作为全球第一个将CRISPR用于人体试验的国家,迄今至少有86名中国患者接受了基因编辑治疗。而美国之所以丧失领先优势的主要原因是美国监管更严,需要通过种种风险评估与安全检查,在尽可能保证患者安全的前提下,才能实施基因编辑治疗。毫无疑问,中国将成为美国基因编辑技术的强劲对手。

不完全统计,中国涉及基因编辑的企业有21家,大多数以技术支持和服务外包为主,客户来源医疗机构、企业、科研院所与高校等,可见基因编辑技术本身在国内发展较为成熟,接受度较高。(生物谷Bioon.com)

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