一項臨床試驗表明，基因編輯技術在人體中可以安全有效地發揮作用。研究人員首次使用稱為鋅指核酸酶 (ZFN) 的酶來靶向並破壞 12 名艾滋病患者免疫細胞中的一個基因，從而增強他們對病毒的抵抗力。該研究結果於 3 月 5 日發表在《新英格蘭醫學雜誌》上。
加利福尼亞州杜阿爾特市希望之城國家醫療中心的貝克曼研究所的分子生物學家約翰·羅西說：“這是自證明‘柏林病人’蒂莫西·布朗沒有感染艾滋病毒以來，艾滋病基因治療方面取得的第一個重大進展。”2008 年，研究人員報告說，布朗在接受攜帶一種名為CCR5的基因突變的捐獻骨髓幹細胞治療後，獲得了控制艾滋病毒感染的能力。大多數艾滋病毒株利用CCR5編碼的蛋白質作為進入宿主免疫系統 T 細胞的門戶。攜帶該基因突變版本的人（包括布朗的捐獻者）對艾滋病毒具有抵抗力。
但是，類似的治療方法對於大多數艾滋病患者來說並不可行：它具有侵入性，並且身體很可能會攻擊捐獻者的細胞。因此，由費城賓夕法尼亞大學的免疫學家卡爾·瓊和巴勃羅·特巴斯領導的團隊試圖使用靶向基因編輯技術，在患者自身的細胞中產生有益的CCR5突變。
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個性化醫療
研究人員從 12 名服用抗逆轉錄病毒藥物以控制病毒的艾滋病患者身上抽取了血液。在培養每位參與者的血細胞後，該團隊使用市售的 ZFN 來靶向這些細胞中的CCR5基因。該治療成功地破壞了每位參與者約 25% 的培養細胞中的基因；然後，研究人員將所有培養的細胞輸注回參與者體內。治療後，他們血液中的 T 細胞水平都升高了，這表明該病毒破壞它們的能力降低了。
12 名參與者中有 6 人隨後停止了抗逆轉錄病毒藥物治療，而該團隊則監測了他們的病毒和 T 細胞水平。他們的艾滋病毒水平反彈的速度比正常情況慢，並且他們的 T 細胞水平保持高水平數週。簡而言之，艾滋病毒的存在似乎推動了缺乏功能性CCR5基因的修飾免疫細胞在體內增殖。研究人員懷疑該病毒無法感染和破壞這些改變的細胞。
洛杉磯南加州大學研究基因治療的寶拉·坎農說：“他們利用艾滋病毒來幫助其自身的消亡。” “他們將細胞扔回去，然後說，‘哈，現在怎麼辦？’”
長期作用
在這項首次小型試驗中，基因編輯方法似乎是安全的：特巴斯說，最糟糕的副作用是該過程中使用的化學物質使患者的身體散發難聞的氣味數天。
馬里蘭州貝塞斯達國家過敏和傳染病研究所所長安東尼·福奇說，該試驗“不是最終目標，而是這類研究方向的重要進展”。 他說：“它比進行幹細胞移植更實用和適用”，儘管它是否同樣有效仍有待觀察。
特巴斯說，該團隊的最終目標是讓一些人完全停止服用抗逆轉錄病毒藥物。他和瓊對一位研究參與者特別興奮，他在研究暫停抗逆轉錄病毒治療的 12 週期間，病毒沒有復發。當他們檢查他的基因組時，發現他已經有一個CCR5的突變副本。“大自然已經完成了一半的工作，”特巴斯說。在新增修飾細胞後，他體內超過一半的 T 細胞對艾滋病毒具有抵抗力。
該發現表明，只有一份功能性CCR5副本的人可能特別適合接受這種療法，研究人員現在已經開始招募參與此類試驗的人員。瓊說，該團隊還在嘗試尋找方法來增加 ZFN 修飾的細胞數量，並幫助細胞增殖。
瓊預計基因治療領域將會發展壯大：市場上較新的酶，如轉錄啟用因子樣效應核酸酶 (TALEN) 和成簇規律間隔短迴文重複序列 (CRISPR)，可以比 ZFN 更精確地靶向基因，並且可以替換 DNA 而不僅僅是破壞基因。他承認，此類酶的廣泛臨床應用還需要數年時間，但他預計研究人員將開始研究其改變單基因突變導致的疾病（如鐮狀細胞性貧血、某些型別的癌症甚至大腦代謝疾病）患者細胞的潛力。
“想到這項技術的潛力，我就會起雞皮疙瘩，”坎農說。她的團隊一直在使用 ZFN 靶向造血幹細胞中的CCR5，造血幹細胞可以轉化為多種型別的免疫細胞，並可能使患者能夠自己製造取之不盡的耐藥細胞。坎農和她的同事希望在今年晚些時候開始對這些細胞進行試驗。