一项临床试验表明，基因编辑技术在人体中可以安全有效地发挥作用。研究人员首次使用称为锌指核酸酶 (ZFN) 的酶来靶向并破坏 12 名艾滋病患者免疫细胞中的一个基因，从而增强他们对病毒的抵抗力。该研究结果于 3 月 5 日发表在《新英格兰医学杂志》上。
加利福尼亚州杜阿尔特市希望之城国家医疗中心的贝克曼研究所的分子生物学家约翰·罗西说：“这是自证明‘柏林病人’蒂莫西·布朗没有感染艾滋病毒以来，艾滋病基因治疗方面取得的第一个重大进展。”2008 年，研究人员报告说，布朗在接受携带一种名为CCR5的基因突变的捐献骨髓干细胞治疗后，获得了控制艾滋病毒感染的能力。大多数艾滋病毒株利用CCR5编码的蛋白质作为进入宿主免疫系统 T 细胞的门户。携带该基因突变版本的人（包括布朗的捐献者）对艾滋病毒具有抵抗力。
但是，类似的治疗方法对于大多数艾滋病患者来说并不可行：它具有侵入性，并且身体很可能会攻击捐献者的细胞。因此，由费城宾夕法尼亚大学的免疫学家卡尔·琼和巴勃罗·特巴斯领导的团队试图使用靶向基因编辑技术，在患者自身的细胞中产生有益的CCR5突变。
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个性化医疗
研究人员从 12 名服用抗逆转录病毒药物以控制病毒的艾滋病患者身上抽取了血液。在培养每位参与者的血细胞后，该团队使用市售的 ZFN 来靶向这些细胞中的CCR5基因。该治疗成功地破坏了每位参与者约 25% 的培养细胞中的基因；然后，研究人员将所有培养的细胞输注回参与者体内。治疗后，他们血液中的 T 细胞水平都升高了，这表明该病毒破坏它们的能力降低了。
12 名参与者中有 6 人随后停止了抗逆转录病毒药物治疗，而该团队则监测了他们的病毒和 T 细胞水平。他们的艾滋病毒水平反弹的速度比正常情况慢，并且他们的 T 细胞水平保持高水平数周。简而言之，艾滋病毒的存在似乎推动了缺乏功能性CCR5基因的修饰免疫细胞在体内增殖。研究人员怀疑该病毒无法感染和破坏这些改变的细胞。
洛杉矶南加州大学研究基因治疗的宝拉·坎农说：“他们利用艾滋病毒来帮助其自身的消亡。” “他们将细胞扔回去，然后说，‘哈，现在怎么办？’”
长期作用
在这项首次小型试验中，基因编辑方法似乎是安全的：特巴斯说，最糟糕的副作用是该过程中使用的化学物质使患者的身体散发难闻的气味数天。
马里兰州贝塞斯达国家过敏和传染病研究所所长安东尼·福奇说，该试验“不是最终目标，而是这类研究方向的重要进展”。 他说：“它比进行干细胞移植更实用和适用”，尽管它是否同样有效仍有待观察。
特巴斯说，该团队的最终目标是让一些人完全停止服用抗逆转录病毒药物。他和琼对一位研究参与者特别兴奋，他在研究暂停抗逆转录病毒治疗的 12 周期间，病毒没有复发。当他们检查他的基因组时，发现他已经有一个CCR5的突变副本。“大自然已经完成了一半的工作，”特巴斯说。在添加修饰细胞后，他体内超过一半的 T 细胞对艾滋病毒具有抵抗力。
该发现表明，只有一份功能性CCR5副本的人可能特别适合接受这种疗法，研究人员现在已经开始招募参与此类试验的人员。琼说，该团队还在尝试寻找方法来增加 ZFN 修饰的细胞数量，并帮助细胞增殖。
琼预计基因治疗领域将会发展壮大：市场上较新的酶，如转录激活因子样效应核酸酶 (TALEN) 和成簇规律间隔短回文重复序列 (CRISPR)，可以比 ZFN 更精确地靶向基因，并且可以替换 DNA 而不仅仅是破坏基因。他承认，此类酶的广泛临床应用还需要数年时间，但他预计研究人员将开始研究其改变单基因突变导致的疾病（如镰状细胞性贫血、某些类型的癌症甚至大脑代谢疾病）患者细胞的潜力。
“想到这项技术的潜力，我就会起鸡皮疙瘩，”坎农说。她的团队一直在使用 ZFN 靶向造血干细胞中的CCR5，造血干细胞可以转化为多种类型的免疫细胞，并可能使患者能够自己制造取之不尽的耐药细胞。坎农和她的同事希望在今年晚些时候开始对这些细胞进行试验。