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贾慧珏所长:宏基因组大数据时代

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上海2018年4月2日讯 /生物谷BIOON/ –3月30日,由生物谷主办的2018(第四届)肠道微生态与健康国际研讨会隆重召开。深圳华大生命科学研究院宏基因组研究所所长,深圳市海外高层次人才“孔雀计划”B类人才,美国凯斯西储大学生物化学博士,霍华德•修斯医学研究所及北卡罗来纳大学教堂山分校莱恩伯格综合癌症中心博士后、美国白血病与淋巴瘤学会博士后奖学金(LLS Fellow)获得者贾慧珏所长为我们介绍了宏基因组大数据时代以及他们团队卓越的研究。
贾慧珏所长:宏基因组大数据时代
贾慧珏2012年成为英国《自然》出版集团第一位来自中国本土的科学编辑(Nature Communications)。2013年加入华大基因研究院宏基因组方向以来,在人体肠道、口腔、生殖道等部位共生菌群与疾病关系方面同国内外学者开展了多项国际领先的研究,在Nature Biotechnology、Nature Medicine、Nature Reviews Microbiology等杂志发表论文。

自2012年贾慧珏所长发表于Nature的糖尿病研究开始,华大宏基因组团队比照GWAS方法首创的宏基因组关联分析(MWAS)方法已经被用于多种代谢性、免疫性疾病,并且从肠道拓展至口腔、生殖道等其他部位。
贾慧珏所长:宏基因组大数据时代
宏基因组鸟枪法测序是微生物学领域继显微镜发明之后的又一重大突破,能够获得环境样品中所有已知和未知物种的基因信息、完整反映微生物群落。华大2008年作为唯一的非欧盟单位参与欧盟第七框架支持的MetaHIT计划,2010年在Nature杂志发表封面文章,在国际上首创了用高通量测序数据进行短序列组装、构建人体肠道菌群参考基因集、获得宏基因组样品中所有已知和未知物种基因的信息分析方法。此方法在后续研究中被用于疾病解析、新种发现、宏转录组和宏蛋白组分析。2014、2016年采用最新流程对中、美、欧三地共千余例粪便样品系统地进行组装与分析,获得的高质量参考集包含约1000万个基因,完整代表了肠道菌群这一人体“另一套基因组”(Nature Biotechnology、Cell Systems)。
贾慧珏所长:宏基因组大数据时代
同时,贾慧珏所长还介绍了至少数十种药物影响肠道菌群,都能够对临床收样带来一定的挑战,例如服用二甲双胍的2型糖尿病病人较未服用的病人大肠杆菌高、Intestinibacter低。2017年基于中国人粪便样品的Nature Communications合作研究显示,美国克利夫兰诊所Stanley Hazen教授团队深入研究十余年的氧化三甲胺相关基因确实在动脉粥样硬化性心血管疾病样品中富集,但并不是唯一失调的基因。与糖尿病、肥胖、肝硬化这些已有百余例中国人宏基因组数据的代谢性疾病一起,既有共性、又有特异性的菌群标志物的这些趋势有望在样品增多以后进一步明晰。 
 
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专访Nir Barzilai博士:首位人类长寿基因发现者 专注靶向衰老

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专访Nir Barzilai博士:首位人类长寿基因发现者 专注靶向衰老

 

Nir Barzilai博士被誉为第一个发现人类长寿基因的人,探索衰老生物学是他毕生的事业,他也希望能够澄清一个事实:这不是“抗衰老”研究,他也不是在努力增加“人类寿命”,他们正在做的是“靶向衰老”。

随着这些语言规则的制定,Barzilai博士说他有五种方法可以靶向衰老并改善人们的健康状况。这五种方法包括从阿尔伯特爱因斯坦医学院(Albert Einstein College of Medicine)衰老研究所的科学研究到各种创业活动,其中包括共同创办CohBar Inc.——这是一家开发基于线粒体疗法的初创型公司,以治疗各种与衰老相关的疾病。

然而在短期内,Barzilai博士最重要的项目可能是今年进行的临床试验。这项名为TAME(用二甲双胍靶向衰老,Targeting Aging with Metformin)的研究将试图证明,二甲双胍(一种治疗糖尿病的药物)可以通过延缓发生与年龄有关的疾病(包括心血管疾病,癌症和认知能力下降)从而减缓衰老速度。

“有这样的想法是因为我们对这些疾病不可知,而所有这些疾病的共同点都是衰老,”Barzilai博士说。“衰老是主要的风险因素;因而当你年龄增长时,你有可能患上任何一种疾病。所以我们将改变时间,直到你因为二甲双胍而患病。那将是我们的研究终点。”

这项研究需要五到六年的时间,但如果成功的话,Barzilai博士说,它将支持衰老成为FDA规定的新适应症,为治疗衰老的药物(而不仅仅是特定的与年龄相关的疾病)创造市场。

除了领导爱因斯坦医学院衰老研究所之外,Barzilai博士还是医学和遗传学系的教授。他还担任Paul F. Glenn人类衰老研究生物学中心和美国NIH Nathan Shock衰老基础生物学卓越中心的主任。

作为抗衰老系列访谈的组成部分之一,记者独家采访Barzilai博士,以了解他的衰老研究策略及其观点。

Q:您如何描述抗衰老战略的历史?

Nir Barzilai博士:抗衰老这个词是衰老生物学家的敌人。抗衰老和抗衰老组织通常是向公众“推销蛇油”的人。这些人所做的事情没有任何受控的研究做支持。他们出售生长激素等东西。这是一个每年数十亿美元的行业,但生长激素可能是最有害的东西。幸运的是,大多数抗衰老产品并不包含这些有害的东西。所以,这有助于经济,并不会造成太大的损害。至少不危险,有些产品可能是很好的,但我们不知道。

我们正在实验室中靶向衰老,不是抗衰老。对我们来说,抗衰老是敌人,它给了我们一个不好的名字。

现在我确定我的研究不是抗衰老的一部分,而是靶向衰老的一部分。过去十年所发生的是我们从希望走向承诺。虽然我们知道有衰老生物学的存在,但我们不知道它是否可以靶向。但是我们一直在靶向它,使用了很多方法,并且我们已经在临床前研究中证明衰老可以靶向。

Q:您如何靶向衰老?目标是什么?

Nir Barzilai博士:我有五种方法。前两种方法是科学研究,因为在衰老研究中心我们有50个实验室,是世界上最大的。他们都试图靶向衰老生物学的路径。例如,我正在啮齿动物模型中做实验,靶向其生物学路径,让它们活得更长。

我的第二部分研究是人类研究,这也变得越来越重要。因为研究动物的问题之一是,我们知道很多生物学,但我们无法预测这对人类衰老意味着什么。

因此,Regeneron Pharmaceuticals正在做的是,寻找人类的基因改变,并将它们与临床记录联系起来,看看这些基因改变是加速疾病还是预防疾病。

我还有一项关于百岁老人的家庭研究。在百岁老人中,我们发现了所谓的长寿基因,长寿基因保护他们免受与年龄相关疾病的困扰。所以这是非常重要的信息,根据我们的一些发现已经开发出两种药物。

我的第三种方法是,如果你患有疾病,那么你需要确定这种疾病的生物学特征。你选择一些药物并开发这些药物,如果它们安全有效的话,FDA会批准这些药物。医疗健康提供方将为患者支付这些药物的费用。这会让人联想到高血压,高胆固醇或类似的药物。

衰老的问题在于FDA没有批准衰老作为一种靶向的病症。因此,我正在领导一项名为TAME的研究,该研究用二甲双胍靶向衰老。

二甲双胍是影响衰老的药物之一。这是一种已经使用了60年的低价仿制药,非常安全。我们与FDA就这项研究进行了探讨,该研究的终点是我们发现了类似于衰老的适应症。

大多数科学家、FDA和国会都不赞成把衰老作为一种疾病。首先,不是每个年纪大的人都会生病,我们不想有年龄歧视。我们不想见人说,我们要把你送到类似强制收容所的地方去。所以,我们找到一种方法把它称之为衰老。我们这样做的方法就是我们在TAME研究中取得的成果,主要成果是发生包括心血管疾病、癌症和认知功能衰退在内的多种混合疾病的时间。

我们对这些疾病都不可知,而所有这些疾病的共同特点是衰老。这是主要的风险因素,所以当你年龄增长时,你有可能患上这些疾病。你到底会患上哪种疾病,这取决于你的遗传和环境因素。如果你的父母患有糖尿病,且你肥胖,那么你有可能会首先患上糖尿病。所以我们将要改变时间,直到你因为二甲双胍而患病。那将是我们的研究终点。这是与年龄有关的疾病综合症。因此对于美国国立卫生研究院(NIH)而言,衰老的改善是延缓与年龄有关的综合疾病。

我的第四种靶向衰老的方法是,我拥有自己的生物技术公司——CohBar。CohBar目前正在开发基于线粒体的疗法(MBTs),以治疗与衰老和代谢功能障碍相关的各种疾病。

第五种方法是,与David Sinclair博士(哈佛大学衰老生物机制Paul F. Glenn中心主任)合作,为靶向衰老的公司筹集资金。我们现已经有六家公司了。

Q:为什么选择二甲双胍进行TAME临床试验

Nir Barzilai博士:首先,如果您将二甲双胍用于各种动物,从蠕虫到老鼠,它们都活得更长、更健康。另外,在我告诉你的每一种疾病中,都有单独的研究,例如,二甲双胍可以预防非糖尿病患者的糖尿病。在糖尿病患者中,它可以预防心血管疾病。用二甲双胍治疗的患者,癌症、阿兹海默病的患病率较低,另外用二甲双胍治疗的患者死亡率甚至低于非糖尿病患者。该临床试验将持续五或六年。

Q:在把延缓衰老的药物引入市场的过程中,你们所面临的主要挑战是什么?

Nir Barzilai博士:主要挑战是我以前说过的:医疗健康提供方没有(疾病)适应症,就不会为此支付费用。所以首先是要解决监管问题。我正在着手这件事。我会跟FDA、国会斡旋。我认为我们有前进的道路。但我们必须先做TAME研究。

第二件事是,在监管到位之前、在我们知道如何继续进行这项工作之前,投资用于衰老药物的研发更是一项长期挑战。对于每家靶向衰老的公司,我们都需要找到与衰老有关的一种疾病。我们需要尽快找到某一靶向的疾病适应症(之后它将变得衰老)。所以,我们所有的公司都在竭力尽快找到某个适应症。我们现在看到一家公司拥有另一种二甲双胍。这种药物是一种超级二甲双胍,适应症为癌症。若能治疗癌症,那么我们的药物就可以更快地进入市场。

Q:延长寿命对社会有什么影响?

Nir Barzilai博士:首先,我想纠正的是:寿命是一个副作用。我在看的是健康寿命。百岁老人发生了什么,他们更健康、更长寿,他们的健康寿命延长了20至30年。有时他们不生病,只是有一天他们没有醒来。他们生命终结的时间很短。我们称之为发病率的压缩。

第二件事,是从社会角度来看,有一个长寿红利。据估计,到2050年,如果我们将健康寿命延长2到3年,我们将节省7万亿美元的医疗开支。所以,我们一定要抓住这个机会。我们不是延缓一种疾病,而是所有疾病。

所以,我们需要社会变革的是退休年龄和与社会保障相关的事宜。这些都将需要调整。我们预计65岁退休为时过早。人们还有能力至少再工作五年。这里有社会保障的影响和个人的影响。当我们谈论我们所研发的这些药物,并在电视上推广时,我们会说,‘这种药物会延长你的健康寿命;你不会生病,但副作用是你可能会更长寿。所以,我不知道你是否已经做好准备,我不知道你是否有足够的社会保障,是否有足够的退休金等。’然而,这一定会发生。

Q:在延长健康寿命方面,是否有道德上的考虑?

Nir Barzilai博士:我对这个问题感到困惑。当您现在治疗肺炎或糖尿病患者时,您是否会有这方面的道德考量?将人们的健康寿命延长,在道德方面不合理吗?这是不道德的吗?我是医学博士,这是我一生都在做的事。

如果我告诉你,未来是,将需要80年才能变成现在60年的样子,这是一个问题吗?我们正在扩大健康范围。有人想要永生。所以,如果我们能够永生,那将是完全不同的考虑。谁能永生?是否每个人都将能够?如果你可以永生,那么该如何繁衍呢?这里有很多的问题。人类的最长寿命被认为是在115岁左右。我们有过辩论,到底是113还是122岁?但大约是在115岁,我们通常在80岁时就因疾病而死亡,所以作为一种物种,我们还有35年以上的时间。让我们致力于此。这里没有道德的问题。我们患有一种疾病,可以治疗;然后,患有第二种疾病,也可以治疗;第三种疾病,可以治疗但伴有副作用。这样的治疗不再适用于我们。我们需要一种新的治疗方法,那种新方法就是靶向衰老。

Q:投资界如何看待您?这将是风险投资的下一波热浪吗?

Nir Barzilai博士:我们获得投资毫无问题。有趣的是,投资者都相对年轻。年纪大的人不相信我们可以为他们做些事情。但是年轻人看待老年人、看待世界的角度与我们这一辈人不同,他们很兴奋。在获取资金支持大的计划方面,我们没有任何问题。

大型医药公司也很感兴趣,但是因为所有这些研究进展尚未正式化,所以这些公司尚未就位。我认为,当TAME试验正式进行并且完成时,将会扭转局面,届时大型医药公司就会明白他们不会陷入困境。事实上,他们的药物可以获得成功。(生物谷Bioon.com)

国家明确国产高通量基因测序仪加速进院

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国家明确国产高通量基因测序仪加速进院
2018年4月11日,国家发改委等8部委联合发布《关于促进首台(套)重大技术装备示范应用的意见》(发改产业〔2018〕558号),一个将极大利好国产创新医疗设备走入政府招标采购、走进公立医院的重要文件,终于出炉了。
1、扶持首台套装备,国家政策一再升级
为了推动中国制造的创新发展,党和国家陆续出台了很多政策,做了很多事。在医疗器械领域,典型的就是各种科技和研发专项,医疗器械的特别审批和优先审批等。
然而,国产创新设备研发、上市后,尽管价格上相比进口有优势,却未必就能得到很好的推广应用。由于之前没有投入使用过,设备应用方不敢贸然使用第一台国产设备,一些已有政策、机制也制约了国产首台设备的推广应用。
“首台套”问题成为国产设备进入市场的最大难题之一。这一问题,在医疗器械行业内,近年也多有反映。
为了解决“首台套”产品的推广应用问题,国家工信部连续多年发布《首台(套)重大技术装备推广应用指导目录》,财政部、工信部和保监会联手于2015年3月启动了首台(套)重大技术装备保险补偿机制试点工作,发挥保险功能,为用户降低使用国产首台设备的风险。不少地方也推动建立了首台套设备的示范应用。
然而,这还远远不够。
2017年7月,《国务院关于强化实施创新驱动发展战略进一步推进大众创业万众创新深入发展的意见》(国发〔2017〕37号)发布,这一国字号文件提出,由发改委牵头,研究制定促进首台(套)重大技术装备示范应用的意见,建立健全首台(套)重大技术装备研发、检测评定、示范应用体系,完善财政、金融、保险等支持政策,明确相关招标采购要求,建立示范应用激励和保障机制,营造良好的政策和市场环境。
此番,8部委联合发布的《关于促进首台(套)重大技术装备示范应用的意见》(以下简称《意见》),正是对国务院要求的贯彻落实。
《意见》称,“我国重大技术装备发展取得了显着成就,有力支撑了经济发展和国防建设,但产业基础薄弱、创新能力不强等问题尚未得到根本解决,首台套示范应用不畅成为装备制造业创新发展的瓶颈制约。为贯彻落实党中央、国务院关于推进供给侧结构性改革、实施创新驱动发展战略、建设制造强国的决策部署,以首台套示范应用为突破口,推动重大技术装备水平整体提升,经国务院同意,现提出以下意见。”
《意见》系由中央8个部委联合发布,包括:国家发改委、科技部、工信部、司法部、财政部、国资委、国家市场监督管理总局、知识产权局。
从《意见》的出台背景、发文机构和措辞来看,“首台套”设备推广应用难的问题已经被中央注意到,并提升到一个前所未有的高度,要拿出重磅措施予以解决。
2、32种医疗设备,进了首台套目录
按照工信部的官方界定,首台(套)重大技术装备是指国内实现重大技术突破、拥有知识产权、尚未取得市场业绩的装备产品,包括前三台(套)或批(次)成套设备、整机设备及核心部件、控制系统、基础材料、软件系统等。
纳入工信部《首台(套)重大技术装备推广应用指导目录》中的设备共有十几种,医疗专用装备在列。
依据工信部最新发布的2017年版《首台(套)重大技术装备推广应用指导目录》,共有32种医疗设备产品可以享受到“首台套”推广应用政策的扶持。
部分附件内容如下:
附件提到的32种医疗设备产品包括:
1、超导磁共振医学成像系统
2、开放式超导磁共振医学成像系统
3、一体化正电子发射/磁共振成像装备(PET/MRI)
4、正电子发射断层扫描(PET-CT)系统
5、多排螺旋计算机断层扫描(CT)系统
6、锥形束乳腺断层扫描(CT)系统
7、口腔锥形束CT
8、数字 X 射线诊断系统
9、移动数字化 X 光机(DR)
10、数字化乳腺X射线摄影系统
11、数字减影血管造影机
12、彩色多普勒超声诊断系统
13、高清电子内窥镜系统
14、全自动生化分析系统
15、全自动化学发光检测仪
16、全自动凝血分析系统
17、全自动生化免疫分析流水线
18、全自动血液分析流水线
19、全自动化学发光免疫分析流水线
20、高通量基因测序仪
21、聚焦超声肿瘤治疗系统
22、图像引导加速器放疗系统
23、头部多源伽玛射束立体定向放射治疗系统
24、碳离子治疗系统
25、微波消融治疗设备
26、量子降脂仪
27、高低温液氮实体肿瘤冷冻手术治疗系统
28、手术导航系统
29、脑立体定向仪/手术计划系统
30、颈椎康复机器人系统
31、细胞生物打印机
32、微量制剂无菌化高速制造装备
3、38项措施强力扶持,鼓励采购首台套产品
为了促进首台套产品的示范应用,《意见》提出了多达38项具体支持措施。这些措施涵盖方方面面,其中就有明确提出,在政府采购中优先、鼓励采购首台套创新产品。以及明确规定,纳入首台套目录的产品投标时,招标单位不得对其提出市占率、使用业绩等的要求,不得对其套用特定产品设置评价标准、技术参数等,不得以不合理条件限制或排斥首台套产品参与投标。(生物谷Bioon.com)

基因突变在出生前就能得到治疗

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基因突变在出生前就能得到治疗
看到孩子的第一眼,Sarah Yaroch女士就觉得不妙。她的父亲和侄子都患有某种疾病,现在她在自己刚出生的儿子Andrew身上也看到了蛛丝马迹:Andrew没有眉毛,没有头发,皮肤看起来苍白。基因突变使他在子宫里发育时缺少特定的蛋白质,导致身体不能发育出正常的汗腺、牙齿和其他器官。
两周后,医生们将一种实验性的蛋白质注入Andrew细小的静脉里。希望在分娩后输入这种分子可以补偿怀孕期间失去的东西。
两年后,在2016年,这项临床试验突然停止了——数据显示这种疗法没有起作用。随后研究这种分子的两家公司都停止了业务,像Andrew这样的新生患儿家庭对这种疾病无计可施。
但现在,研究人员突然传出好消息,宣布已经找到使这种蛋白分子起作用的方法。答案很简单: 在怀孕期间把药物注射到羊水中。
近日,《新英格兰医学杂志》发表的一篇论文显示,这种蛋白针对3个孩子的小范围治疗获得了充满希望的结果,不仅使其他携带这种基因突变的孩子重燃希望,还打开了在子宫内用药治疗遗传性疾病的可能性。
搁浅
这种罕见的疾病被称为x-内分泌性下垂皮肤发育不良,简称XLHED,全世界每17000人中就有1人受到影响。最严重的患者会没有汗腺,随时可能因为无法排热而产生生命危险。
2008年,波士顿Third Rock Ventures的遗传学家Philip Reilly博士偶然发现了一篇引人注目的论文,研究人员给新生小狗注射一种名为ED1200蛋白质,纠正了由基因突变引起的问题。但是,发明这种蛋白质的欧洲研究人员在研究中遇到困难,项目被搁置。于是,这家来自美国的生物技术公司投资支持继续将其转化到患者身上进行研究,这就是Edimer医药公司的雏形。
2016年,Edimer宣布针对XLHED新生儿的临床试验没有达到预期。在试验中,患儿出生后不久接受ED1200蛋白质治疗,结果显示症状得到适度改善。然而,没有看到汗腺功能、牙齿和其他早期标志物的显着变化。试验因失败而终止。
转机
2015年12月,德国儿科学Holm Schneider教授接到Corinna女士的电话,她有一个患有XLHED的儿子,当时她又怀孕14周了。她怀疑胎儿也会受到疾病影响,特地向Schneider教授寻求帮助。
德国的Schneider教授是该临床试验的初期主要研究人员之一,当时正在测试这种药物在新生儿上的试验,结果并不乐观——服用了这种药物的婴儿仍不会出汗。他认为失败的原因是出生后给药已经太迟,因而不能影响汗腺和其他关键标志物的发育。如果在子宫内注射,也许会有更好的结果。
Schneider教授希望尽快开展临床试验,但他知道监管机构和伦理委员会很难通过在胎儿和新生儿身上进行人体研究的方案。当蛋白质被注入到怀孕小鼠的血液和羊水中时,基因异常得到了纠正。但是,立刻在人类身上重复同样的实验是不可能的。所以,他和团队首先在携带这种基因突变的成年人身上证实了药物的安全性。
接下来到了艰难的部分。毕竟老鼠和狗在子宫中的发育情况与人类差别很大。在国家皮肤异常障碍基金会(National Foundation for Ectodermal Dysplasias)等患者群体的帮助下,他们开始寻找携带这种基因突变的孕妇,了解她们是否愿意让孩子在出生后立即接受治疗。
接到电话之后,Schneider教授只能承诺Corinna女士到怀孕的第22周,就可以通过超声波诊断婴儿是否有XLHED。很不幸,结果是阳性的。
几个星期之后,他们共同做出了一个决定:将上次临床试验结束后剩下的药物注射到 Corinna怀孕的腹部。在怀孕的第26周,医生抽了一点羊水,并注射了一些药物。间隔几个星期后,又给了一次药,然后Linus和Maarten通过剖宫产提前出生了,是对双胞胎!
奇迹
在刚出生的双胞胎的额头和鼻子上,明显能看到汗水。通过显微镜检查,他们脚底的汗腺数量正常!不像他们生病的哥哥Joshua。
如果说这些测试都只是针对某些身体部位,不能说明全部问题。出生的那个夏天,当父母亲看到这对双胞胎男孩的汗水浸湿了汽车座椅,他们才对这种治疗的效果感到非常兴奋!他们拍了一张照片寄给了Schneider教授。Corinna女士回忆说:“全力拯救出汗能力——真是太棒了,简直难以置信。”
另一个XLHED儿童的家庭听说了这个实验,也向Schneider教授询问能否接受同样的治疗。教授同意了,尽管他实验室的冰箱里只剩下一剂量的药物。那个婴儿出生后,他的汗腺有9个,比正常人少一些,但比他2岁的哥哥(只有2个)好一些。
未来
当初,在Edimer进行这种蛋白治疗新生儿的试验失败之后,投资者曾认为该药物值得继续研发。正是Schneider教授和团队的坚持不放弃,继续研究,才有了后来针对2个孕妇的治疗,最终改变了3个孩子的命运。Edimer的CEO Kirby博士对这3个在出生前进行药物治疗而获得成功的病例感到十分激动。
现在,研究人员正计划在一个非营利基金会的帮助下进行更大规模的临床试验,这个基金会将接管药物的开发。这可能涉及一些新的难题,比如临床伦理问题——谁是患者?一名从基因学家转做投资的专家说:“你要找到那些没有怀孕的携带突变的孕妇,开发一种药物治疗那些还没有被怀上的患者。这真的很不一样。”
对于那些在孩子出生后才参加临床试验的父母来说,这项新研究结果也让他们感到欣慰。Yaroch女士说:“这种药物对我的孩子不起作用,我并没有感到难过。相反,我很感激科学家仍在研究这个问题,因为如果试验就此终止,我的孙子们还可能患病,而且永远没有治愈方法。”(生物谷Bioon.com)

Science:科学家阐明机体细胞糖酵解与基因转录之间的神秘关联

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2018年5月12日 讯 /生物谷BIOON/ –近日,一项刊登在国际著名杂志Science上的研究报告中,来自德克萨斯大学等机构的科学家们通过研究发现,在脂肪细胞分化期间,NAD+的合成和消耗或能整合葡萄糖代谢和基因转录过程;文章中,研究人员深入阐明了机体中的葡萄糖如何转化成为脂肪,相关研究或为后期研究人员开发新型疾病疗法提供了新的思路和方向。

Science:科学家阐明机体细胞糖酵解与基因转录之间的神秘关联

图片来源:Science (2018). DOI: 10.1126/science.aan5780

随着全球化肥胖率的不断攀升,科学家们需要深入研究导致肥胖率不断增加的原因是什么,除了研究涉及的心理学方面因素外,研究人员还希望通过深入研究来理解为何吃得太多会让人们获得更多体重,在这项研究中,研究人员就通过研究解释了为何摄入过多葡萄糖会促进机体产生脂肪。

此前研究中,研究人员发现,烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD,Nicotinamide Adenine Dinucleotide)是一种在机体多种生理学和病理学过程中扮演关键角色的重要分子,而其氧化形式,即NAD+或许也在代谢途径中扮演着辅因子的角色,更重要的是,NAD+或许能被多种酶所消耗,一旦被消耗后,NAD+就会破碎成为烟酰胺和ADP核糖,研究人员指出,NAD+必须被重新合成来维持正常的细胞功能,此前有研究人员就通过研究发现,低于正常水平的NAD+分子能够改变机体代谢水平,在某些情况下会增加机体对疾病的易感性。

研究人员认为,细胞代谢和基因调节或许和NAD+的合成直接相关,因此他们着手开始进行一系列实验来对此进行研究,通过进一步研究后他们发现,在膜结合的细胞器中,有效划分NAD+的合成及随后的消耗或许能将葡萄糖代谢与生脂转录相结合,来作为脂肪形成分化过程中的关键一部分。

最后研究者Trefely表示,参与膜结合细胞器的代谢过程或许与参与小分子代谢的过程并不相同,比如NAD+,其能穿过细胞核核孔,促进并维持机体的代谢平衡过程。(生物谷Bioon.com)

原始出处:

Keun Woo Ryu, Tulip Nandu, Jiyeon Kim, et al. Metabolic regulation of transcription through compartmentalized NAD+ biosynthesis. Science 11 May 2018, DOI: 10.1126/science.aan5780

Sci Rep:科学家利用基因编辑技术治疗艾滋病

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2018年5月24日讯 /基因宝jiyinbao.com /——CRISPR/Cas9系统为编辑HIV-1病毒基因组提供了一种新的有潜力的工具,近日来自日本神户大学医学院感染疾病中心及健康科学研究生院国际卫生系的研究人员设计了一种RNA引导的CRISPR/Cas9以靶向HIV-1调节基因tat和rev,其中的引导RNAs(gRNA)都基于CRISPR的特异性设计,其靶向的序列在6种主要的HIV-1亚型中都保守存在。

Sci Rep:科学家利用基因编辑技术治疗艾滋病

图片来源:pixabay

在共转染前每个gRNA都被克隆进CRISPRv2慢病毒中,从而创造了慢病毒载体并将之转导进入细胞。和没有转染以及转染空载体的细胞相比,CRISPR/Cas9转染稳定表达Tat和Rev的293 T和HeLa细胞后,细胞中的这两个基因表达都被成功的抑制。

Tat功能试验显示转染tat-CRISPR显著抑制了HIV-1启动子驱动的荧光素酶的表达,而Rev功能试验则显示转染rev-CRISPR后gp120的表达被完全抑制。Cas9剪切位点的靶基因出现高频的各种程度的突变。值得注意的是,研究人员没有检测到任何非靶标靶位点出现突变,同时Cas9的表达对细胞的活性没有影响。

研究人员进一步在HIV-1感染的T细胞系中测试了他们的CRISPR/Cas9系统,结果发现就算进行细胞因子再刺激,p24的表达也被显著抑制,而同时使用6种gRNAs可以进一步增强编辑效率。因此利用CRISPR/Cas9系统靶向HIV-1调节基因也许是一种实现功能性治愈的有效方法。(生物谷Bioon.com)

参考资料:

Youdiil Ophinni et al. CRISPR/Cas9 system targeting regulatory genes of HIV-1 inhibits viral replication in infected T-cell cultures, Scientific Reports (2018). DOI: 10.1038/s41598-018-26190-1

美国FDA局长称:2022年将有40种基因治疗在美上市

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美国FDA局长称:2022年将有40种基因治疗在美上市

 

美国食品药品监督管理局(FDA)局长Scott Gottlieb博士日前举行的2018年BIO国际大会上表示,预计FDA将在2022年之前批准40种基因疗法,并可能在10年内获得治愈镰状细胞性贫血等疾病的治疗方法。

Gottlieb局长指出,与临床常见治疗药物不同,基因治疗存在较大的复杂性,这就要求FDA以各种不同的方式对其进行审批。Gottlieb表示,FDA将在未来短时间内发布6个有关基因疗法的指导性文件。在基因疗法的药品定价方面,Gottlieb认为,应该在审批和创新之间取得平衡。

FDA目前面临的另一个热门话题是以患者为中心的治疗费报销问题。自2011年以来,外界一直认为基因治疗更应该采取“按结果付费”的方式。如果越来越多的制药企业和保险公司能够根据药物对患者的实际效果,来决定药物的价格,美国不仅可以看到科学的新前沿,还可以看到人们为癌症治疗支付的新时代。

2017年8月,诺华的CAR-T免疫细胞疗法Kymriah获得美国的正式上市批准,主要用于治疗3-25岁复发或难治性急性淋巴细胞白血病(ALL)的患者。Kymriah的一个疗程的价格将是47.5万美元,相当于308万元人民币。由于遭到患者群体的强烈抵制,诺华制定了一种“退款保证”,如果患者在接受治疗内第一个月内没有产生疗效,消费者的药费将得到退还。

Gottlieb表示,FDA也在积极解决这一问题,其正在建立一个正式的机构来广泛征求患者的意见,这些宝贵的建议将帮助该机构制定基因疗法定价的指导框架。

除了基因疗法,Gottlieb指出,阿片类药物误用和滥用问题仍然是FDA需要优先处理的事项之一,需要各方认真制定计划,并采取持续协调一致的行动,在为需要阿片类药物治疗的患者提供合理处方的同时,减少阿片类药物成瘾和死亡带给公众的影响。FDA认识到这场危机的紧迫性和复杂性,目前正在为实现这些目标而采取若干措施。

自成立阿片类药物政策指导委员会以来,FDA的高层领导人一直在努力工作,以确保不遗余力地解决这一公共卫生事件。过去一年中,有1150万美国人滥用处方阿片类药物,每天有超过40人因服用过量的阿片类药物而死亡。5月,FDA已限制将可待因和曲马多用于12岁以下儿童患者,也不建议哺乳期妇女使用含可待因和曲马多的药品。毋庸置疑,FDA和其他利益相关者需要采取更加警惕的行动摆脱这场药物滥用危机。(生物谷Bioon.com)

研究发现原发性家族性脑钙化症新隐性致病基因

基因君

研究发现原发性家族性脑钙化症新隐性致病基因
近日,由福建医科大学附属第一医院神经内科教授陈万金、王柠团队与中国科学院神经科学研究所、脑科学与智能技术卓越创新中心、神经科学国家重点实验室研究员熊志奇团队合作,发现并鉴定了MYORG是原发性家族性脑钙化症(Primary Familial Brain Calcification,PFBC)的新致病基因。6月14日,神经科学杂志Neuron 以Biallelic mutations in MYORG cause autosomal recessive primary familial brain calcification 为题在线发表了这一成果。
脑钙化病是一种影响广泛的神经障碍性疾病,在老年人中发生率高达20%,由于其发病机制不清楚,临床上缺乏有效的治疗手段。原发性家族性脑钙化症以双侧基底节、小脑或其他脑区病理性钙化沉积为特征,其临床症状主要包括类帕金森氏症的进行性运动障碍、神经精神症状、构音障碍和认知障碍等。自2012年华中科技大学教授刘静宇发现首个PFBC致病基因SLC20A2以来, 其他实验室后续又发现XPR1、PDGFRB、PDGFB等致病基因。然而仍有50%以上的家族性患者的遗传因素尚未明确,且基于目前的四个基因也难以较好地构建PFBC的分子细胞病理机制。
面对这一问题,陈万金团队与山东大学齐鲁医院、福建医科大学附属漳州市医院等多家医疗单位合作,近年来收集了数十个PFBC家系,通过全外显子测序、Sanger测序等方法,发现了6个隐性PFBC家系与MYORG 基因突变共分离。MYORG 基因,又名KIAA1161或NET37,位于染色体9p133上,编码含有714个氨基酸的蛋白,是糖基水解酶31家族的成员,其功能与相关信号通路研究鲜有报道。
通过与熊志奇团队合作,发现Myorg基因特异地表达在S100b阳性的星形胶质细胞中。随后,在新构建的Myorg-GFP模型小鼠上也证实了这一点。在8-9月龄的Myorg基因敲除的小鼠脑内,观察到双侧对称性脑钙化结节的发生。通过扫描电镜结合X射线能谱仪分析,发现钙结节的主要成分为钙、磷、氧等,与临床病人脑钙化的元素组分高度相似,证明MYORG常染色体隐性功能缺失型突变是重要的PFBC致病基因。
此前发现的PFBC四个基因皆为显性遗传,而该工作所发现的MYORG基因在PFBC中呈隐性遗传,在所有的PFBC家系中,MYORG突变比例达11%,为本病第二常见致病基因。有趣的是,MYORG突变在隐性家系中所占比例高达50%。在机制层面,之前研究认为脑钙化主要由周细胞及血脑屏障破坏所致,而该研究首次表明胶质细胞也是脑钙化发生的关键因素。
我国拥有丰富的遗传病临床资源,临床与基础研究的密切合作有助于高效地取得原创性成果。正是基于这一共同理念,陈万金、王柠和吴志英(现任职浙江大学附属第二医院)早在2011年就与熊志奇团队合作鉴定了发作性运动诱发性运动障碍(PKD)的首个致病基因PRRT2。随后数年,从分子、细胞、环路和行为层面,采用小鼠和食蟹猴模型进行了系统性的研究,初步架构了PKD发生的分子和环路机制,为开发治疗PKD的新方法提供了重要参考。
该研究由福建医科大学附属第一医院神经内科博士姚香平、中科院神经所副研究员程学文和福建医科大学博士研究生王冲、赵淼为共同第一作者,在陈万金、熊志奇和王柠的指导下共同完成。福建医科大学附属第一医院的多位医生、医学生在样本采集、测序分析等实验上提供了帮助。福建医大附属漳州医院博士陈雪娇,山东大学附属齐鲁医院博士赵玉瑛提供了部分珍贵的临床样本。美国北岸大学健康学院教授徐剑锋、神经所研究员杨辉、上海科技大学教授范高峰提供了指导,神经所光学成像平台、小鼠动物房和非人灵长类研究平台(苏州)在小鼠制作、饲养和成像方面提供了大力帮助。该研究得到了国家自然科学基金、中科院战略性先导科技专项、科技部发展项目、国家临床重点专科建设项目的大力资助。(生物谷Bioon.com)

中国或将超越美国,成为灵长类基因编辑研究的“世界中心”

基因君

在中国恢复高考制度的第一年,冯国平(Guoping Feng)成为了他们高中班上唯一一个考上大学的人。他被分配到了一所医学院,和怀揣科学理想的同辈们一样,冯国平很快就立志去美国继续研深造。“那个时候的中国和美国相比,真的是落后了三五十年,根本没有办法去做前沿研究。”因此在 1989 年,他前往纽约州水牛城(Buffalo, New York),生平第一次看到了落雪成山。随后,他在纽约州立大学布法罗分校(The State University of New York at Buffalo)获得了遗传学的博士学位。
冯国平的个子不高,身形清瘦,自带着禅者般平静的气质和聪敏的微笑,如今他已是麻省理工学院(Massachusetts Institute of Technology,MIT)神经科学的讲席教授,专注于脑部疾病的遗传学研究。他 45 人的实验室是 MIT 麦戈文脑科学研究所(McGovern Institute for Brain Research at MIT)的一部分——2000 年,一笔高达 3.5 亿美元的巨额捐款促使该研究所成立,为他的实验室提供了充裕的研究经费。
不过现在,他每年都要回中国几次,因为在这里,他能够从事在美国无法进行的实验和研究。今年一月,我在深圳见到了他,在冯国平留美的三十年间,这个城市经历了令人瞠目的崛起。他走下波士顿的红眼航班,径直来到中科院深圳先进技术研究院(简称先进院,Shenzhen Institutes of Advanced Technology,SIAT),在那里,与他合作的伙伴正等待着这位神经科学家的到来。
冯国平在先进院组织了一场研讨会,邀请了多位同仁作为会议的发言嘉宾,其中包括 1 位对树鼩感兴趣的 MIT 神经科学家(树鼩,tree shrews,小型哺乳动物,和灵长类亲缘较近,原产自中国南部),以及 1 位在匹兹堡大学(University of Pittsburgh)和纽约州立大学上州医科大学(SUNY Upstate Medical University)从事成瘾研究的科学家。他们和冯国平一样是中国人,在上世纪八九十年代身赴海外、追寻更好的发展机会。但现在,他们回到了中国——有些对于美国来说过于昂贵和不切实际、甚至涉及敏感的伦理问题的研究,只有在这里能够实现。
诞生!基因编辑猴
在研讨会上,CRISPR 这个强大的新型基因编辑工具在非人灵长类脑科学领域良好的应用前景,已经成为科学家们心照不宣的共识。次日,我和冯实验室的博士后周洋(Zhou Yang,音)一同出发,去探索理论背后的现实世界。
在花费了数小时,几乎穿越了大半个广东省后,车子在一个枝繁叶茂的岔道放慢了速度,远处立着标有繁育机构中英文名称的路牌。蔓延扩张的园区内有自助食堂以及供员工休息的宿舍,他们在这里照料数千只食蟹猴(crab-eating macaque,也称长尾猕猴)。这里的绝大多数猴子都出口海外,进入制药公司或实验室充当实验动物。
繁育机构本身并不对猴子进行基因工程改造,但基数如此庞大的猴群,使得这家机构成为了新型基因编辑技术的理想实验场。新兴的CRISPR 基因编辑技术推动了冯国平和该机构的合作:它利用蛋白质作为分子剪刀,能够让科学家们靶向追踪和沉默特定基因。在它问世之前,对于灵长类动物的基因改造十分费力,只能进行很有限的编辑——没几个研究团队愿意尝试,成功案例更是寥寥无几。而 CRISPR 使实验猴可以像小鼠一样轻易地实现基因编辑。
冯国平是靠小鼠“成名”的:青年时他作为一名极具天赋的遗传学家,发明了一系列遗传学实验技巧,推动了啮齿类动物脑科学研究的发展。2011 年,周洋加入了冯在 MIT 的实验室,利用实验室基因突变小鼠研究自闭症。这些小鼠都是“基因敲除鼠”——它们的 Shank3 基因被敲除掉了。Shank3 的突变在 1%-2% 的自闭症谱系障碍(autism spectrum disorder)人类患者体内会出现,患者表现出重复的刻板行为,以及社交意识缺乏的特征,很可能还存在深度的智力障碍和运动障碍。
基因敲除小鼠和 Shank3 基因突变的人类具有相似的特征。它们的某些神经元发育不良,并且会反复用梳理毛发——严重时甚至会把自己的毛皮撕扯开来。
但这些实验结果究竟对人类有多适用?啮齿类动物没有完整的前额皮质,而这一脑区与人格、决策和高级认知功能紧密相关。小鼠也无法像人类一样进行社交活动,例如人类自闭症患者一个典型的表现——躲避眼神交流。别说是敲除鼠,就算是健康小鼠也做不出任何与“眼神”有关的行为。
寻找更加接近人类的动物模型来研究自闭症已成为大势所趋,为了创造 Shank3 敲除的实验猴,冯国平开始着手寻觅中国的合作伙伴。他们的目标并不是创造患有自闭症的猴子,而是想要创造一个拥有有足够多自闭症症状的非人灵长类模型,来探明处在该状态下的大脑结构、进行药物测试、筛选出能够缓解症状的药物。如果 Shank3 计划成功,他希望能够在猴子身上研究精神障碍疾病例如强迫症(obsessive-compulsive disorder,OCD)或是精神分裂症(schizophrenia)。
科学家们已经对猕猴的社会行为研究了数十年,这使得它成为了一种良好的模式动物,可以用于研究诸如自闭症在内的具有强烈社会属性的精神障碍疾病。猕猴相比于狨猴更接近人类,因此它们的大脑能够成为人类大脑更好的替代品。
中国或将超越美国,成为灵长类基因编辑研究的“世界中心”
哺乳动物系统进化树简图 图片来源:Brains, Genes, and Primates︱Neuron
不过就算是有最先进的基因编辑工具 CRISPR 帮忙,猕猴的基因改造也并不轻松。首先需要收集排出的卵细胞进行人工受精,然后用显微注射针将 CRISPR 蛋白注入胚胎。猴胚胎比小鼠胚胎敏感得多,注射过程中微小的 pH 或是 CRISPR 蛋白浓度的改变都会对胚胎造成影响。只有某些胚胎会获得预期中的基因突变,植入代孕母猴体内后存活的更少。成功获得突变幼猴要消耗许多卵细胞,即使是制造少量的基因敲除猴,也需要庞大的繁殖群来支持。
第一只 Shank3 猕猴出生在 2015 年,随后又有 4 只陆续出生,它们是仅有的 5 只。
顾虑重重的美国
为了和他的实验动物们见上一面,冯国平需要飞行 1 万 2 千多公里,跨越 12 个时区。如果能在美国进行猕猴的研究将会非常便捷,但是目前看来,他还不能实现这一愿望。
冯国平最初曾向新英格兰灵长类动物研究中心(New England Primate Research Center)寻求培育 Shank3 猕猴,该中心是美国 8 个国家灵长类动物研究中心之一,它们被美国国立卫生研究院(National Institutes of Health,NIH)和哈佛医学院共同资助。但不幸的是,在 2013 年哈佛决定关闭该中心。
该决议震惊了学界,被学者们理解为美国政府对灵长类动物研究失去兴趣的标志。众多的国家灵长类动物研究中心都曾作为艾滋病病毒(HIV)、寨卡(Zika)、埃博拉(Ebola)以及其他疾病的重要研究机构,都受到过广泛而严格的公众监督。但是迫于动物权益组织施加的压力,以及 2010-2012 年间媒体对该中心实验猴死亡的高调报道,哈佛大学决定逐步停止相关灵长类动物的研究—— 2015 年,该中心正式关闭。
美国的科学家们但心美国会在灵长类动物研究领域落后于中国。“我有两个很大的顾虑,” 宾夕法尼亚大学(University of Pennsylvania)的脑科学家,研究灵长类的迈克尔·普拉特(Michael Platt)说,“第一,美国现在并没有加大灵长类模式动物的研究力度。因此我们不会有中国科学家那样的优势。”第二,他表示“我们也许会失去那些从事灵长类动物研究的优势资源和资深专家。”
阔步挺进的中国
与此同时,中国正将自己打造成一个国际化的灵长类动物研究中心。中国国内确实存在着迅速壮大的动物权利保护群体,国际人道促进会的中国政策专家彼得·李(Peter Li)说到,中国的动物权利保护者们目前重点关注的是宠物的福利如何,用作研究的实验动物则不然。
从上世纪 90 年代开始,猴类繁育机构在中国陆续建立。这意味着,中国不仅拥有数量庞大的猴类资源,而且还拥有许多猴类繁殖专家,他们能够和猴的基因组打交道,完成精细的实验。
美国政府在生物医学研究方面的预算连年走低,而在中国,国家和地方政府都持续向研究项目中投入大量资金,热切希望提升自身的国际科学地位和影响力。目前,呼之欲出的中国脑计划(China Brain Project)很可能为神经科学研究,特别是灵长类模式动物的研究提供一笔巨额的资金支持。中国的科学家们也会拥有更为可观的工资:由于深圳政府的资助,一名海归首席科学家可以在回国的前五年内收获 300 万元人民币的资金,这甚至吸引了美国诸如耶鲁大学等顶级研究机构中的许多外籍研究人员。
对于身在美国希望在中国寻求灵长类动物研究的科学家来说,他们的每一分钱都花到了点儿上:购买一只标准化的实验猴在中国约需 1,500 美元,而在美国则需大约 6,000 美元。每天的食物和抚育费用相较美国也低了一个数量级。
近些年,中国在猴类基因编辑领域的研究,出现了小范围爆炸式的增长。昆明、上海和广州的科学家接连创造出了具有帕金森、杜氏肌肉营养不良症(Duchenne muscular dystrophy)、自闭症等多种表型的模型猴。
这就不得不提起蒲慕明(Mu-ming Poo):他多年以前就离开了加州大学伯克利分校(UC Berkeley),加入了中科院上海神经科学研究所(Institute of Neuroscience in Shanghai)。2018 年年初,该研究所的科学家们将向世界宣布他们成功创造出了体细胞克隆猴。两只克隆猴被命名为“中中”和“华华”,寓意“中华”。蒲慕明表示,通过克隆技术,研究人员可以迅速创造具有相同遗传背景的模型猴群,再也无需一次只能编辑一只。而足够数量的实验猴一直是制作疾病模型的一大挑战。
国际标准和中国态度
数据伪造、虚假同行评议、不合格的试剂,以及宽松的伦理标准都曾阻碍中国科学的发展。但是,MIT 麦戈文脑科学研究所所长罗伯特·德西蒙(Robert Desimone)说:“现在情况发生了天翻地覆的变化。”中国政府对科学研究的大力资助吸引了不少在西方求学的青年研究者回国,他们带来了西方的研究标准。此外,与美国科学家的合作,比如冯国平和德西蒙在深圳先进院的合作,同样给中国的科研机构带来了西方科学界的标准。
冯国平表示,他的合作伙伴在深圳先进院开展的研究都会接受类似实验动物管理和使用委员会(简称动管会,Institutional Animal Care and Use Committees,IACUC)机构的审查,该委员会在美国负责审查联邦资助的动物研究。动管会的成员大多是科研专家,但也同样吸纳了当地的社区成员,任意成员都可以就伦理问题提出反对意见。“我们设立了标准。”冯说,这意味着合作者们需要达到或是超越美国标准。
这家隶属深圳先进院的研究设施占地面积很大,甚至有自己的污水处理系统。在开始参观前,饲养员提醒我们,猴子们对于新鲜面孔会异常兴奋。果然,当我们乘坐的货车刚开到猴舍的时候,不计其数的小爪子便伸了出来,抓住笼栏,毛茸茸的脑袋迅速探出。尽管穿了全套的防护装备,但我还没有进行过严格的疾病筛查,因此只能从远处观察这些猴儿们。这种猴子原产于东南亚地区,它们有着标志性的冠毛以及一条又长又弯的尾巴。接下来我们去看了幼猴,它们居住在一个个小卧室大小的围笼里。这家研究设施每日为这些猴子们提供新鲜水果和糕点,厨师还会在它们的专用食堂里蒸制山芋和比手掌还大的的馒头。
研究设施的董事助理在谈起动物权益保护者时,这样向我强调:“他们认为你不应该用这些动物来做实验,你应该保护它们。但是这些动物对于人类的病痛以及绝症患者的帮助有多么大,他们却根本不愿意去了解,”她对我说,“在中国的法律制度下,人依旧是第一位的。”
猕猴对面孔极度的敏感性,也是冯国平选择灵长类动物作为研究对象一大原因。当一只普通的猴子看到一张充满敌意的猴脸照片时,它会怒气冲冲地盯回去;对于一张毫无情绪的脸,它不会给予太多的关注,甚至会完全无视一张颔首低眉的脸。某些自闭症的患者不能识别其他人的面部表情,那么 Shank3 的缺失如果能导致猴子无法识别这些社交暗示,就表明非人灵长类确实是这类疾病一种很好的模型。冯国平在深圳的合作伙伴们也正利用核磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging,MRI)和脑电图(Electroencephalograms,EEGs)研究模型猴的大脑,以期识别基因突变以何种方式改变了大脑结构。
在参观的过程中,即使我不断提醒自己这些都是标准的实验设备,我发现我还是一直不安地注视着笼圈和猴固定椅,被禁锢起来的实验猴看起来是那么的悲哀。当我向冯和德西蒙吐露自己的感受时,他们竟给出了相同的回应:实验室里的猴子都被照料得非常好,相反的,我不该把猴子们在野外的生活想象的那么美好。野生的猴子会生病,会被掠食,彼此间还会有可能致死的激烈争斗。他们问我,这一定比生活在实验室里、食物充足、有所庇护、接受麻醉活检更好么?
伦理道德的红线
离开深圳一周后,我在冯国平位于马萨诸塞州剑桥的办公室里见到了他。我还未开口,他便主动提起了研究基因改造灵长类动物的伦理问题。“现在这些问题仍处在初级阶段,”在我们谈话的间歇他说道,“应该怎么做、不该怎么做?所有这些问题尚无定论。”
我问道,有些事情是我们确定不能做的么?他不假思索地回答了我的问题:某些患有癫痫的婴儿,一天之中要忍受多次癫痫发作带来的痛苦,他说:“作为家长,你知道那有多痛苦么?但你终究还是束手无策,心里清楚他们迟早会离开人世。”冯国平在中国读完医学院之后差点儿成了名儿科大夫。但他始终习惯不了眼睁睁地看着孩子们撒手人寰。
一些严重癫痫患儿的父母曾询问过他能不能在猴子身上研究这种疾病。冯国平告诉他们,他认为技术上是可行的。“但是我也说过,‘我无法确定自己是否愿意制作这种动物模型。’”他回忆道。也许会有一种药物能够控制猴子的癫痫发作,他说:“我无法眼睁睁看着它们抽搐不止。”
但他继续说道,放手让这些孩子就这么离开人世难道就是道德的么?即使知道成千上百万的突变小鼠并不能对人类的状况有多大的解释,还去创造它们来研究脑病就是道德的么?只有在其他动物模型起不到作用的时候,灵长类动物的模型才应该被使用,并且必须有一个确定且清晰的研究方向。
冯国平正和俄勒冈国家灵长类动物研究中心(Oregon National Primate Research Center)洽谈在美进行类似研究工作的事宜。“我们还是要在这里(美国)做点什么,”他说, “我们不能完全落于人后。”加利福尼亚国家灵长类动物研究中心(California National Primate Research Center)的科学家们已经成功对灵长类动物的胚胎进行了基因编辑,但仍未出现成功产出活体的报道。
杰弗瑞·卡恩(Jeffrey Kahn)是约翰霍普金斯大学伯曼生物伦理学研究所(Johns Hopkins Berman Institute of Bioethics)的所长,我曾向他提出这样一个问题:美国严格的伦理限制是否有可能会让世界上其他国家的研究者——比如中国——赶超美国。他指出这是有可能的,甚至是完全可以接受的,因为不同的国家有不同的文化传统,在这类研究上自然会有不同程度的限制。“如果我们不愿意或是不能使用这种技术,我们的竞争优势的确会逐步丧失,”他说,“而这也许就是我们需要接受的现实。”
与此同时,中国脑计划的关键人物蒲慕明则向我表示,“这里面并没有什么伦理问题……我认为将猴子作为疾病模型用于临床前试验不应有任何犹豫,也不存在任何问题。”只要猴子们被照料的很好,这和现在利用神经毒素创造帕金森病猴模型,来筛选新的治疗方法没什么两样。
随着灵长类动物神经科学研究的不断进步,科学家们总有一天会发现猴子模型的缺陷——它们终究与人不同。在猴子身上有效的药物也许在临床试验中起不了任何作用。而在基因编辑猴成为最佳模型,能够非常好的模拟人类疾病时,伦理问题将会进一步凸显:中国昆明的一位科学家,曾提议利用 CRISPR 技术在猴的基因组中插入与大脑发育以及语言功能相关的人类基因,而在猴子身上成功的基因编辑技术也将同样对人类起作用。
在科学文献里,研究中使用的猴子通常被描述为非人灵长类动物(Nonhuman primate,NHP)。猴子与人类之间,依然隔着一道看不见的红线。(生物谷Bioon.com)
原文链接:
https://www.theatlantic.com/science/archive/2018/06/china-is-genetically-engineering-monkeys-with-brain-disorders/561866/

FDA发布6大新指南 全力推进基因疗法

基因君

 

FDA发布6大新指南 全力推进基因疗法

 

近日,美国FDA局长Scott Gottlieb博士发表声明,宣布FDA将继续大力推进基因疗法的开发,并发布了6大新指南。在今天的这篇文章中,药明康德微信团队也将为各位读者整理分享新指南的具体内容。

基因疗法曾经只是一种理论,现在对于患者来说已经成为一种治疗现实。基因疗法具有治疗和治愈一些难治性的疾病的潜力。FDA为基因产品如何开发、监管机构审核和报销建立的政策框架,将有助于为这个新市场的持续发展奠定基础。去年,我们发布了再生医学框架草案,提到了加速开发的几种途径,例如突破性疗法认定和再生医学先进疗法认定(RMAT),这些可能适用于基因疗法的开发机构。今天,FDA为基因疗法的开发、审查和批准推出一个补充框架。

在过去的12个月中,FDA批准了三种基因疗法产品。这反映了该领域的快速发展。我们达到了一个拐点,能够可靠地将基因盒(gene cassettes)输送到体内、细胞和人体中。未来,我们预计该领域将继续向前发展,可能会有许多治疗衰弱性疾病的基因疗法获批。这些疗法有很大的希望。我们的新举措旨在促进这一创新领域的发展。

基因疗法正在针对许多疾病领域进行研究,包括遗传疾病,自身免疫疾病,心脏病,癌症和艾滋病。我们期待与学术界和研究界合作,为更多患者提供安全有效的产品。但我们知道,我们仍然需要了解基因产品的工作原理,如何安全地使用它们,以及它们是否能够在体内继续正常工作而不会产生长期副作用。与传统的药物审查相比,基因治疗更具挑战性的问题是产品制造和质量,或者是反应持久性,这在任何合理规模的上市前试验中往往无法完全回答。在批准一些基因产品时,我们可能需要接受这些问题在某种程度上的不确定性。例如,在某些情况下,在批准时还不知道是否长期有效。进行可靠的上市后跟踪的有效工具,例如所需的上市后临床试验,将成为推动基因治疗领域发展的关键,并帮助确保能够带来安全和创新的疗法。

即使可能存在不确定性,我们也需要确保患者安全,并充分描述基因产品的潜在风险并证明其有益。基因产品最初的目的是治疗毁灭性疾病,其中许多缺乏治疗方法,包括一些致命性疾病。在没有可用疗法的情况下,FDA历来愿意接受更多的不确定性,以便及时获得有希望的疗法。在这种情况下,药物申办方通常需要进行上市后临床试验,称为4期临床试验,以确认药物的临床益处。这是国会给予FDA的权力,例如实施加速批准这样的路径。

当涉及基因治疗等新技术时,FDA将与时俱进,以确保适应这些新技术平台所带来的独特挑战。今天,我们正在朝着塑造现代基因疗法监管结构方面迈出一步。FDA计划发布一套六个科学指导文件,作为全面监管框架的基石,帮助我们推进基因治疗领域,同时确保新产品符合FDA的安全性和有效性黄金标准。

3个特定疾病基因治疗指南

今天,我们发布了三份针对特定疾病的基因治疗产品开发的新指南。这是FDA基因治疗产品发布的前三种特定疾病指南。

血友病的人类基因治疗:目前正在开发的血友病基因治疗产品作为单次治疗,可以使患者长期生成体内缺失或异常的凝血因子,减少或消除对凝血因子替代品的需要。为了确定这些产品的正确开发途径,FDA发布了一份《治疗血友病的基因疗法产品的新指南草案(draft guidance on gene therapy products that are targeted to the treatment of hemophilia)》。一旦最终确定,这一新指南将提供关于临床试验设计和临床前考虑因素的建议,以支持这些基因治疗产品的开发。除其他要素外,指南草案还提供了关于替代终点的建议,供加速批准用于治疗血友病的基因治疗产品使用。

视网膜疾病的人类基因治疗:另一个热门领域是治疗视网膜疾病的基因治疗产品。FDA也计划发布《视网膜疾病的人类基因疗法指南( Human Gene Therapy for Retinal Disorders guidance)》。目前在美国进行视网膜疾病临床试验的基因治疗产品通常是玻璃体内注射或视网膜下注射。在一些情况下,基因治疗产品被封装在要植入眼内的装置中。这份新的指南将重点关注视网膜疾病基因治疗的特殊问题,提供了产品开发、临床前测试和临床试验设计相关的建议。

罕见疾病的人类基因治疗:在美国,患病人数少于20万人的疾病被称为罕见病。美国国立卫生研究院报告说,总共近7000种罕见病影响了超过2500万美国人。大约80%的罕见病是由单基因缺陷引起的,大约一半的罕见病都会影响儿童。由于大多数罕见病没有批准的治疗方法,因此存在显着的未满足需求。《罕见病的人类基因疗法指南(Human Gene Therapy for Rare Diseases guidance)》一旦最终确定,将提供关于临床前、制造和临床试验设计的建议。该信息旨在帮助申办者设计临床开发计划,其中可能存在有限的研究人群规模潜在的可行性和安全性问题,以及与解释有效性的问题。

3个基因疗法制造的指南更新

今天,我们还提供了三个现有指南的全面更新,解决了与基因治疗相关的制造问题。

第一份指南,《人类基因治疗研究新药申请(INDs)的化学,制造和控制(CMC)信息》,关于申办方如何提供足够的CMC信息以确保在研基因治疗产品的安全性、均一性、质量、纯度和效力的建议。该指南适用于人类基因疗法,以及含有人类基因疗法的产品与药物或装置组合使用。

第二份指南,《在产品制造和患者随访期间,测试逆转录病毒载体基因治疗产品具有复制能力的逆转录病毒》提供了在制造基于逆转录病毒载体的基因治疗产品期间,以及在接受基于逆转录病毒载体基因治疗产品的患者的随访监测期间,正确测试RCR的更多建议。具体而言,指南建议确定需要测试的材料和数量。该指南还就一般测试方法提供了建议。

第三份指南,《人类基因治疗产品给药后的长期随访》提供有关设计长期随访(LTFU)观察性研究的建议,以便收集基因治疗产品给药后延迟不良事件的数据。由于基因疗法这样的新技术平台所固有的一些额外不确定性——包括与治疗效果持久性有关的问题,以及基因如果插入不正确,在理论上可能产生脱靶效应——因此,需要在上市后对患者进行重点的长期随访。本指南描述了产品特征、患者相关因素、临床前和临床数据,这些数据在评估长期随访的必要性时应予以考虑,指南还说明了有效的上市后跟踪的特点。

一旦最终确定,这些草案指南将取代FDA在2008年4月(CMC)和2006年11月(RCR和LTFU)发布的更早版本的指南。

基因疗法有望为许多难治性疾病带来高效甚至治愈的希望。其中一些基因产品几乎肯定会改变医疗实践的范式,以及患有某些疾病患者的命运。

FDA的目标是帮助这些创新疗法在确保安全性和有效性的框架内发展,并继续建立人们对这一新兴医学领域的信心。(生物谷Bioon.com)

健康一生

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