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病毒載體的安全性探究
一、簡(jiǎn)介
病毒載體是細(xì)胞治療及基因治療中最流行的遞送方式。在細(xì)胞與基因治療中，表達(dá)抗腫瘤、細(xì)胞毒性和免疫刺激基因的病毒載體，如CAR、細(xì)胞因子和趨化因子等，已被批準(zhǔn)用于癌癥、代謝、神經(jīng)和眼科疾病等的治療。與非病毒載體相比，病毒載體具有優(yōu)越的基因傳遞能力，如遞送效率高、對(duì)細(xì)胞損傷小等優(yōu)點(diǎn)，因此在細(xì)胞與基因治療中發(fā)揮了核心作用[1]。
二、逆轉(zhuǎn)錄病毒
（1）整合位點(diǎn)與安全事故
逆轉(zhuǎn)錄病毒（RVs）由于其逆轉(zhuǎn)錄活性，RNA基因組能夠產(chǎn)生dsDNA拷貝并整合到宿主基因組中。染色體整合有利于長(zhǎng)期的轉(zhuǎn)基因表達(dá)，其中伽馬逆轉(zhuǎn)錄病毒載體（γ-RVV）的整合傾向于插入基因的轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)附近，在一次γ-RVV應(yīng)用于基因治療中，曾導(dǎo)致接受治療的SCID-X1患者誘發(fā)白血病的不良事件[2]。因此，研究者們?cè)O(shè)計(jì)出自我失活的γ-RV載體 (SIN-γRVV)，該載體已被證明在臨床實(shí)驗(yàn)中是安全的[3]。在腺苷脫氨酶缺陷嚴(yán)重聯(lián)合免疫缺陷(ADA-SCID)中，γ-RVV治療后插入性腫瘤發(fā)生極少見[4]，現(xiàn)如今上市的細(xì)胞產(chǎn)品底層技術(shù)逆轉(zhuǎn)錄病毒載體均為自失活載體，安全性高。慢病毒載體（LVV）偏好整合在活躍的轉(zhuǎn)錄單元中，同樣也有一些不良事件和隨機(jī)插入導(dǎo)致腫瘤發(fā)生的報(bào)道。2021年6月，美國(guó)藍(lán)鳥生物公司暫停了LentiGlobin（BB305 LV）治療鐮狀細(xì)胞病的2項(xiàng)臨床試驗(yàn)，因?yàn)?名接受LentiGlobin治療的患者分別被診斷出患有急性髓系白血病和骨髓增生異常綜合征[5]。因此，不論是慢病毒載體還是逆轉(zhuǎn)錄病毒載體均有隨即插入致癌的風(fēng)險(xiǎn)，但概率極低（近千萬分之一），截至目前，已上市的細(xì)胞產(chǎn)品中，無論是應(yīng)用逆轉(zhuǎn)錄病毒載體還是慢病毒載體，均無隨機(jī)整合而引發(fā)的安全性事故。
（2）復(fù)制型病毒風(fēng)險(xiǎn)
逆轉(zhuǎn)錄病毒載體或慢病毒載體也是CAR-T細(xì)胞治療中將CAR基因高效地導(dǎo)入T細(xì)胞中的常用載體，但其有可能產(chǎn)生復(fù)制型逆轉(zhuǎn)錄病毒（Replication Competent Retroviruses，RCR）或復(fù)制型慢病毒（Replication Competent Lentivirus，RCL）污染的潛在風(fēng)險(xiǎn)。RCR/RCL一樣可以整合在細(xì)胞基因組中，從而產(chǎn)生因整合出現(xiàn)的激活原癌基因、破壞抑癌基因或使促細(xì)胞生長(zhǎng)的因子表達(dá)增高而造成插入性腫瘤的風(fēng)險(xiǎn)；另一方面，因其可產(chǎn)生具有復(fù)制能力的病毒，也同樣增加了整合而造成插入性腫瘤的風(fēng)險(xiǎn)[6]。有研究者在體外輸注骨髓祖細(xì)胞的試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，使用γ-RV的10只嚴(yán)重免疫缺陷恒河猴中，有3只發(fā)生了淋巴瘤[7]。分析原因發(fā)現(xiàn)，淋巴瘤組織中檢測(cè)到了RCR，并且出現(xiàn)淋巴瘤的動(dòng)物發(fā)生了γ-逆轉(zhuǎn)錄病毒血癥，這也是由RCR引起的[8]，因此動(dòng)物發(fā)生淋巴瘤的真兇是RCR而非γ-逆轉(zhuǎn)錄病毒載體。類似地，由于慢病毒載體的包膜通常采用其它病毒的膜蛋白進(jìn)行替換，如常用的VSV-G膜蛋白，這可能會(huì)增加RCL污染而帶來的潛在風(fēng)險(xiǎn)[6]。因此，RCR/RCL的污染風(fēng)險(xiǎn)始終是我們要重點(diǎn)關(guān)注的一個(gè)安全性問題。
三、DNA病毒載體
DNA病毒載體主要包括腺病毒（AV）和腺相關(guān)病毒（AVV）。腺病毒是一種非包膜雙鏈DNA病毒，腺病毒載體的基因?qū)牒蟛粫?huì)整合到基因組上，所以沒有隨機(jī)插入的風(fēng)險(xiǎn)。高免疫原性、細(xì)胞毒性及瞬時(shí)轉(zhuǎn)基因表達(dá)仍使腺病毒載體研究充滿挑戰(zhàn)。1999年，一位患有鳥氨酸轉(zhuǎn)氨甲酰酶缺陷的18歲患者在全身注射大劑量腺病毒載體后死亡，原因是衣殼蛋白的固有免疫反應(yīng)引發(fā)了細(xì)胞因子釋放綜合征(cytokine release syndrome，CRS，又稱細(xì)胞因子風(fēng)暴)。目前，基于腺病毒載體的基因治療主要應(yīng)用于基因疫苗和抗腫瘤治療[5]。AVV是具有單鏈DNA的無包膜細(xì)小病毒，其載體具有廣泛的趨向性、低免疫原性和易于生產(chǎn)等特點(diǎn)，有利于臨床應(yīng)用。然而，有研究結(jié)果顯示AAV遞送的RNA干擾(RNAi)療法可在非人靈長(zhǎng)類腦中導(dǎo)致神經(jīng)毒性[9] 。
四、小結(jié)
綜上所述，病毒載體在細(xì)胞治療中的應(yīng)用是非常安全的，細(xì)胞藥物研發(fā)中病毒載體仍為可靠、安全且高效的遞送手段，但在相關(guān)基因治療及干細(xì)胞相關(guān)治療中要高度關(guān)注其病毒載體安全性問題。這需要我們不斷地進(jìn)行病毒載體工藝優(yōu)化設(shè)計(jì)和生產(chǎn)、質(zhì)控體系的控制，保證細(xì)胞與基因治療產(chǎn)品的臨床安全及有效性，以最小的安全性問題讓基于病毒載體的細(xì)胞與基因治療受益更多的患者。
參考文獻(xiàn)
[1] Lundstrom K. Viral Vectors in Gene Therapy: Where Do We Stand in 2023? Viruses. 2023 Mar 7;15(3):698. doi: 10.3390/v15030698. PMID: 36992407; PMCID: PMC10059137.
[2]Hacein-Bey-Abina S, Garrigue A, Wang GP, Soulier J, Lim A, Morillon E, Clappier E, Caccavelli L, Delabesse E, Beldjord K, Asnafi V, MacIntyre E, Dal Cortivo L, Radford I, Brousse N, Sigaux F, Moshous D, Hauer J, Borkhardt A, Belohradsky BH, Wintergerst U, Velez MC, Leiva L, Sorensen R, Wulffraat N, Blanche S, Bushman FD, Fischer A, Cavazzana-Calvo M. Insertional oncogenesis in 4 patients after retrovirus-mediated gene therapy of SCID-X1. J Clin Invest. 2008 Sep;118(9):3132-42. doi: 10.1172/JCI35700. PMID: 18688285; PMCID: PMC2496963.
[3]Hacein-Bey-Abina S, Pai SY, Gaspar HB, Armant M, Berry CC, Blanche S, Bleesing J, Blondeau J, de Boer H, Buckland KF, Caccavelli L, Cros G, De Oliveira S, Fernández KS, Guo D, Harris CE, Hopkins G, Lehmann LE, Lim A, London WB, van der Loo JC, Malani N, Male F, Malik P, Marinovic MA, McNicol AM, Moshous D, Neven B, Oleastro M, Picard C, Ritz J, Rivat C, Schambach A, Shaw KL, Sherman EA, Silberstein LE, Six E, Touzot F, Tsytsykova A, Xu-Bayford J, Baum C, Bushman FD, Fischer A, Kohn DB, Filipovich AH, Notarangelo LD, Cavazzana M, Williams DA, Thrasher AJ. A modified γ-retrovirus vector for X-linked severe combined immunodeficiency. N Engl J Med. 2014 Oct 9;371(15):1407-17. doi: 10.1056/NEJMoa1404588. PMID: 25295500; PMCID: PMC4274995.
[4] Pai SY. Built to last: gene therapy for ADA SCID. Blood. 2021 Oct 14;138(15):1287-1288. doi: 10.1182/blood.2021012300. PMID: 34647983; PMCID: PMC8525332.
[5]李嫚琪,魏麗萍,陶巧玉等.基因治療遞送載體應(yīng)用現(xiàn)狀及安全性研究進(jìn)展[J].中國(guó)醫(yī)藥工業(yè)雜志,2022,53(12):1671-1682.DOI:10.16522/j.cnki.cjph.2022.12.001.
[6]吳雪伶,趙翔,孟淑芳.CAR-T細(xì)胞治療產(chǎn)品中復(fù)制型病毒的風(fēng)險(xiǎn)分析及控制[J].中國(guó)藥事,2018,32(07):879-885.DOI:10.16153/j.1002-7777.2018.07.006.
[7]Donahue RE, Kessler SW, Bodine D, McDonagh K, Dunbar C, Goodman S, Agricola B, Byrne E, Raffeld M, Moen R, et al. Helper virus induced T cell lymphoma in nonhuman primates after retroviral mediated gene transfer. J Exp Med. 1992 Oct 1;176(4):1125-35. doi: 10.1084/jem.176.4.1125. PMID: 1383375; PMCID: PMC2119385.
[8]Vanin EF, Kaloss M, Broscius C, Nienhuis AW. Characterization of replication-competent retroviruses from nonhuman primates with virus-induced T-cell lymphomas and observations regarding the mechanism of oncogenesis. J Virol. 1994 Jul;68(7):4241-50. doi: 10.1128/JVI.68.7.4241-4250.1994. PMID: 8207799; PMCID: PMC236347.
[9]Keiser MS, Ranum PT, Yrigollen CM, Carrell EM, Smith GR, Muehlmatt AL, Chen YH, Stein JM, Wolf RL, Radaelli E, Lucas TJ 2nd, Gonzalez-Alegre P, Davidson BL. Toxicity after AAV delivery of RNAi expression constructs into nonhuman primate brain. Nat Med. 2021 Nov;27(11):1982-1989. doi: 10.1038/s41591-021-01522-3. Epub 2021 Oct 18. PMID: 34663988; PMCID: PMC8605996.
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