新研究已助多個家庭重燃希望!他開啟耳聾基因治療之門
文 | 江慶齡
在復旦大學附屬眼耳鼻喉科醫院的門診室裡,一位醫生在認真檢查每個指標後告訴家長,孩子聽力恢復了。小小的房間裡,瞬間響起激動的哭聲,一個家庭的希望重新被點燃。
這一幕發生在2023年年初,場景中的醫生正是該院主任醫師舒易來。採訪那天,他剛剛結束門診,身上還穿著白大褂,正如給患者檢查時的模樣。
近日,一項由舒易來團隊領銜的臨床研究在《柳葉刀》發表,這是全球第一個獲得療效的耳聾基因治療臨床試驗,也是該領域目前成系統的、病例數最多、隨訪時間最長的臨床試驗,被譽為“聽覺醫學領域裡程碑式的工作”。
5名失聰患兒第一次聽到聲音
2022年10月19日到2023年7月9日期間,共425名受試者接受篩選。最後,有6名OTOF基因(表達耳畸蛋白)缺陷的完全耳聾患兒接受了基因治療。
團隊透過耳部微創的方式,將藥物一次注射到患者內耳,其中低劑量組(9×1011 vg)1名,高劑量組(1.5×1012 vg)5名。受試者平均年齡為4.1歲,隨訪時間均滿26周。其中5名患兒在接受治療後聽力和言語功能得到明顯恢復。
2023年10月,舒易來在第30屆歐洲基因和細胞治療學會年會第一次向全世界同行公佈了這一資料,引起“轟動”,會後進行了長時間的熱烈討論。這也是全球首個耳聾基因治療的臨床資料正式公佈。
冷靜的科學數字背後,是一個個溫暖的故事。
患者中有一個3歲的孩子,生來對放鞭炮、打雷等聲音都沒有任何反應,不會講話。“為什麼會發生在我孩子身上。”他的媽媽一度非常絕望。得知這項臨床試驗時,儘管並不完全相信只使用少量的藥就能見效,他們還是帶著孩子參加了。
治療後3周左右,在父母的呼喚下,睡著的孩子突然醒了。是不是可以聽到聲音了?家人們反覆嘗試。
第四周,一家人懷著激動又忐忑的心情去醫院複查,當檢查結果確定孩子被治癒了,全家人都禁不住眼泛淚光,“這是我們最開心的時刻,這相當於是給了我們孩子新的生命”。
另一個孩子在1歲多的時候確診患有先天性耳聾,自此之後,家中再無歡聲笑語。為了給孩子看病,家人前往多地尋醫問藥,孩子的媽媽經常請假。治療結束後,她的領導開玩笑:“你家孩子現在好好的,連手術的疤痕都沒有,幹嘛還要請假。”
“我們問她,有沒有什麼想對孩子講的。”舒易來回憶,“她說第一是希望孩子一定要懂得感恩;第二希望孩子能知道,在他很小的時候遭受了這樣一段苦難,但是有很多人一直在努力幫助他。”
舒易來深知耳聾不僅影響了孩子一生,也對家庭造成了不可磨滅的創傷。孩子純真的笑、家人期盼的眼神,是驅動他在耳聾治療領域“做些什麼”的最大動力。
“況且,如果頂尖大學的附屬醫院都不做臨床研究,不做科研和臨床轉化,誰去做呢?”他強調。
全球20%的人存在聽力問題
耳聾是一種常見的聽力障礙,全球20%的人存在聽力問題,約4.7億人患有致殘性聽力損失(中度及以上)。
耳聾的病因包括遺傳因素和環境因素,目前臨床上主要關注隨著器官老化而聽力受損的老人和一出生就患有耳聾的孩子。
隨著基因測序技術的不斷發展,科學家們逐漸發現,先天性的耳聾往往由基因突變造成。據瞭解,我國每年新生約3萬聾兒,其中60%與遺傳因素相關,迄今已發現150餘個相關基因,但尚無可用於治療遺傳性耳聾的藥物。
基因編輯等技術的出現和發展,為遺傳性耳聾治療提供了新思路。在該領域,基因治療主要分為基因置換和基因編輯兩種方式。
基因置換又稱為基因補償,一般應用於隱性遺傳的治療中,即缺什麼基因就補充什麼;針對顯性遺傳,則正在探索利用CRISPR-Cas基因編輯系統進行特異性的基因敲除和鹼基編輯等方法。
其中,常染色體隱性遺傳性耳聾9(DFNB9)由OTOF基因突變導致,此類患者佔遺傳性耳聾的2%~8%。在我國嬰幼兒聽神經病的人群中,因OTOF基因突變致聾的發病率更是高達41%。
聯合多方合作、歷經多年的探索,舒易來團隊研發出了針對OTOF基因突變的耳聾基因治療藥物AAV1-hOTOF,並自主創新開發出精準、微創的耳部遞送路徑和裝備。透過將正常的人源OTOF編碼序列匯入患者內耳感受聲音的毛細胞,使毛細胞能夠表達正常功能的耳畸蛋白,從根本上改善兒童患者聽力。
跨時代的技術
很多人不知道,舒易來是國際上最早將基因編輯技術應用於耳聾治療領域的科學家之一。
2007年,舒易來成為復旦大學附屬眼耳鼻喉科醫院的一名研究生,師從中國科學院院士王正敏。2010年,在導師以及現任耳鼻喉科研究院院長、科主任李華偉推薦下,舒易來前往哈佛大學麻省眼耳鼻喉醫院,在該院教授陳正一的課題組繼續開展耳聾治療研究。“哈佛大學是基因編輯的三個緣起地之一,我得以接觸當時世界上最前沿的科學技術。我們是站在巨人的肩膀上,特別感恩三位恩師的培養和支援。”舒易來說。
舒易來至今記得,在2012年,CRISPR-Cas9基因編輯技術剛剛被發現的時候,他和幾位同仁組織開展了一場關於基因編輯的專場講座。
“教室可以容納兩三百人,當天全坐滿了,還有好多人在走廊上、在窗戶外面聽。” 舒易來當時便意識到,基因編輯將是一個跨時代的技術。
而後他和陳正一說起講座的盛況。陳正一和美國科學院院士、哈佛大學教授劉如謙(David Liu)一拍即合,開始了將CRISPR-Cas9系統應用於耳聾治療的合作。
舒易來負責這項研究的體內實驗,前期做了很多探索性的工作,也經歷了反覆的失敗。有天晚上11點多的時候,舒易來終於觀察到CRISPR-Cas9在內耳中的編輯。“當時真的好開心,我第一時間給兩位教授發了郵件,他們馬上在凌晨就回復我了,很感動於兩位老師對科學的熱愛和辛勞。”
該成果在2014年發表於《自然—生物技術》,是CRISPR-Cas9基因編輯技術在聽覺領域中的首次研究,也讓舒易來看到了基因編輯技術在遺傳性耳聾治療領域中的潛力。
2014年,回到復旦大學附屬眼耳鼻喉科醫院後,舒易來在學校、醫院和科室支援下,在復旦大學建立了先進的耳聾基因治療平臺,繼續開展基因編輯在耳聾防治上的前沿探索,並推動研究成果走向臨床轉化。
打開了耳聾基因治療這扇大門
發表在《柳葉刀》上的這項研究,是舒易來多年深耕的進展之一。前期在小鼠模型和非人靈長類動物模型中驗證了AAV1-hOTOF藥物的相關安全性和有效性後,研究團隊申請了臨床試驗。
這項研究面臨著幾大挑戰。
首先是遞送系統的構建。腺相關病毒(AAV)是目前最常用的基因治療遞送載體,但OTOF基因超出了單個AAV的裝載容量。團隊最終選擇將OTOF基因拆分成兩部分,分別包裝到兩個AAV載體中,再注射到患者耳蝸中。進入細胞後,兩部分DNA透過重組拼接為完整的OTOF基因發揮作用。
“打個比方,一輛車搬不動它,需要兩輛車一起搬,藥物注射入人體後,兩輛車再合併起來。”舒易來解釋。
事實上,前期確定重組的方式也經歷了一番波折。片段到底從哪裡拆開?進入體內如何重組?重組後如何保持較高的效率?經過反覆的探索,最終才找到合適的重組方式。除此之外,團隊還創新性地研發出蛋白水平的重組,實現更高效地糾正聽力。
給藥則是另一個問題。
耳蝸位置深、細胞種類多,且周圍都是骨頭,如何微創將基因治療藥物注射進人類的內耳,國際上並沒有先例,前期動物模型中的注射經驗也無法完全照搬到人體上。
“我們結合耳內鏡,專門開發出了一套精準、微創的耳部遞送路徑和裝備,小到一根注射針的彎口角度,都經過了反覆的摸索。”舒易來告訴《中國科學報》,“因為我是臨床醫生,就利用工作日晚上和週末的時間,和學生一起在解剖實訓室不斷除錯裝置的引數,忙到凌晨是常態,現在還感動於團隊中年輕人的努力與執著。”
最後,從實驗室到臨床,需要進行系列評估,這也是一大挑戰。
團隊選擇同基因治療公司進行合作,藉助企業在藥物開發上的經驗,雙方取長補短、強強聯合,共同打通了基因治療藥物研發、產業化設計、工藝生產、安全評估等通路,也同時建立了產學研發展的新模式。
“我們把耳聾基因治療領域這扇新方法的大門打開了。”舒易來表示,“後續更多耳聾基因、更多其他適應症,都可以參考這個方法進行藥物研發和臨床治療。”
聽見,還不夠
這項研究目前最長的隨訪時間已達1年以上,患兒已經可以進行日常對話。
實際上,“將隨訪時間相對仍較短的孩子納入考慮,我們一共已經治療了11個孩子,包括一個10歲的孩子也恢復了聽力。”舒易來介紹,“但超過6歲的孩子治癒後很難再學會說話了。”
6歲以後兒童學習語言的能力開始衰退,一旦錯過學習語言的黃金期,就很難學會說話。但是對於這些大兒童,讓他們聽到,仍然可以幫助他們識別聲音、接收訊號、識別一些如道路上車輛的危險等。
除了定期隨訪,舒易來和同事們也在努力讓孩子們接受良好的語言訓練。
首批接受基因治療的孩子中,有些是家裡條件比較困難的,一旦回到家鄉,很難再有機會接受系統性的語言康復訓練。團隊聯絡了上海市殘聯、上海市聾康中心,他們專門成立了幫助專項,孩子在他們的幫助下學習說話訓練,再由慈善組織幫忙解決住宿的問題。
“比如前面提到的3歲的孩子,現在已經可以叫爸爸媽媽,也能說我愛媽媽、我愛爸爸了。”
已有的臨床進展讓舒易來倍感振奮,但距離更多先天性耳聾患者受益,還有很長的路要走。
他坦陳基因治療藥物技術含量高,研發之路時間長、成本高,希望能有更多舉措激勵科學界、醫學界和產業界的協同創新和科技成果轉化。
除了進一步簡化藥物遞送方法,讓藥物能更易於推廣外,舒易來和同事們也在努力推動將基因治療納入醫保。“社會發展到一定程度,對弱勢群體的幫助越多,說明社會的文明程度越高。”
基因治療藥物往往是解決醫學上的疑難雜症、重大疾病。他期待後續對遺傳性疾病的診治研究能得到越來越多社會上的關注和支援,讓更多研究成果走出實驗室,真正造福於患者。
參考連結:
https://doi.org/10.1016/S0140-6736(23)02874-X