基因治療通過操作遺傳物質(zhì)來干預疾病的發(fā)生、發(fā)展或者進程，基因治療有望從根本上治愈一些現(xiàn)有的常規(guī)療法不能解決的疾病?，F(xiàn)階段基因治療主要被研究用于治療癌癥、遺傳病和傳染病等。其中罕見病成為基因治療行業(yè)的又一強大驅(qū)動因素，全球罕見病患病總?cè)藬?shù)已經(jīng)超過了艾滋病與癌癥，但是超過90%的罕見病缺乏有效的治療手段，罕見病的治療成為國際難題?；蛑委煘楹币姴〉闹斡鷰砹司薮笙Ｍ?。
傳統(tǒng)的藥物治療是采取生化反應(yīng)來殺死人體內(nèi)有害的病毒、細菌、真菌以及癌細胞，傳統(tǒng)的手術(shù)治療是直接切除病變的組織，而基因治療提供了一種更加的高級方法，生物都擁有遺傳物質(zhì)，可以說生物存在的意義就是遺傳物質(zhì)的延續(xù)，基因是生物與自然界的交互方式，基因通過變異來跟上自然環(huán)境不斷變化的節(jié)奏，然而現(xiàn)實中的基因進化是殘酷的，因為不符合自然環(huán)境的基因?qū)惶蕴?/span>
生病的本質(zhì)可以說是人體與周圍的環(huán)境無法適應(yīng)，或者是人體自身無法協(xié)調(diào)，拿癌癥來說，在接受了同樣的外界刺激之后，每個人得癌癥的幾率是不同的，在不同物種之間患癌癥的幾率也是不同，有的生物物種甚至幾乎不會患癌癥嗎，例如裸鼴鼠，迄今為止科學界沒有發(fā)現(xiàn)一只野生裸鼴鼠患癌癥。如果人類能夠弄明白其中的機制，或許可以終結(jié)癌癥。
傳統(tǒng)常規(guī)的治療方法針對的是因基因異常而導致的各種癥狀，基因治療針對的是疾病的根源——異常的基因本身。
自20世紀70年代基因治療的概念首次被提出，經(jīng)過半個多世紀的發(fā)展，基因治療衍生出了新的內(nèi)涵，例如與免疫技術(shù)結(jié)合，賦予T細胞抗腫瘤的新功能；跟基因編輯工具結(jié)合，精準修復突變的基因，治療遺傳疾病。
2010年是基因治療歷史的分割線，2010年之后基因治療翻開新紀元，其中一個里程碑事件是2012年荷蘭基因治療公司UniQure的基因治療藥物Glybera在歐盟獲批上市。Glybera用于治療一種極其罕見的脂蛋白酯酶缺乏癥，是世界上第一個遺傳疾病的基因治療藥物。同時，其一次注射費用125萬歐元，也刷新了整個醫(yī)藥領(lǐng)域的價格紀錄。
2016年，傳統(tǒng)藥物巨擘葛蘭素史克（GSK）與意大利San Raffaele Telethon基因治療研究中心合作開發(fā)的基因治療藥物Strimvelis再次在歐盟獲批，它用于治療一種罕見的重度聯(lián)合免疫缺陷癥（ADA-SCID），也即著名的“氣泡男孩癥”。這是一種罕見的先天免疫缺乏癥，與一個名為IL2rg的基因發(fā)生突變有關(guān)，相關(guān)基因突變會影響骨髓造血功能，產(chǎn)生不正常的血細胞進而造成免疫缺陷。
2017年底，美國食品藥品監(jiān)督管理局（FDA）批準將Spark Therapeutics公司的Luxturna作為RPE65突變的視網(wǎng)膜疾病的基因治療藥物。Luxturna是美國FDA批準的第一個遺傳疾病的基因治療藥物。Glybera、Strimvelis及Luxturna的上市證明，遺傳疾病不再是不可治愈的疾病。人類第一次可以通過改變自身的基因治療疾病。
在基因治療的發(fā)展歷程中，曾因為缺乏將目的基因高效導入細胞的載體而停滯不前，直到逆轉(zhuǎn)錄病毒載體的出現(xiàn)。
基因治療發(fā)展中出現(xiàn)的兩次重大危機，也都和載體技術(shù)直接關(guān)聯(lián)，一次是因為使用了免疫原性強的腺病毒載體，在病人體內(nèi)引起了過度的免疫反應(yīng)導致病人死亡；另一次是由于逆轉(zhuǎn)錄病毒整合突變效應(yīng)激活了原癌基因，導致接受基因治療的20名病人中5位出現(xiàn)了白血病病征。所以基因治療的未來必定與載體息息相關(guān)。
目前基因治療最常用的兩種載體分別是腺病毒載體（AAV）和慢病毒載體。其中AAV是臨床上最常用的載體技術(shù)，雖然AAV被認為免疫原性低，但是免疫反應(yīng)仍然是限制其廣泛應(yīng)用的巨大挑戰(zhàn)。60%左右的人群存在針對AAV衣殼蛋白的中和抗體。中和抗體會組織AAV載體進入細胞，并可能引起嚴重的免疫毒性。免疫反應(yīng)是AAV載體未來需要克服的最關(guān)鍵的問題。
除了AAV載體，慢病毒載體是目前臨床應(yīng)用最廣泛的載體，與AAV不同，慢病毒載體是整合型病毒載體，優(yōu)點是可以保持非常長的療效，缺點是整合的同時可能會激活原癌基因，導致癌癥。
基因編輯工具的選擇很多，遞送功能工具十分有限，體內(nèi)遞送主要依賴于AAV載體，利用AAV載體遞送基因編輯酶，基因編輯酶將會在體內(nèi)長時間停留甚至永久性表達，實際上只需要數(shù)天的時間基因編輯酶就能完成任務(wù)，基因編輯酶在體內(nèi)的長時間停留表達只會造成不可預測的脫靶風險以及免疫反應(yīng)，如何保證基因編輯的安全性，是未來基因編輯技術(shù)需要在載體上取得的突破。
蛋白質(zhì)藥物是使用成熟的細胞系制造的，一批蛋白質(zhì)或者單抗是相當均勻一致的，我們可以通過分析整個批次以確定其特性和質(zhì)量。但是用于基因治療的病毒載體卻不是如此，兩到四個質(zhì)粒必須轉(zhuǎn)染每個細胞，并產(chǎn)生一個結(jié)構(gòu)適合封裝轉(zhuǎn)基因并能產(chǎn)生病毒載體的衣殼蛋白。沒有穩(wěn)定的細胞系可以產(chǎn)生同樣的病毒載體。每一個細胞都必須被一系列質(zhì)粒復合物轉(zhuǎn)染才能產(chǎn)生病毒載體。這就導致失敗的概率和誘導異質(zhì)性的程度非常高。
所以改善基因治療生產(chǎn)的關(guān)鍵是開發(fā)一致的、可以擴展的平臺，以提高生產(chǎn)產(chǎn)量。低產(chǎn)量問題可以通過改善轉(zhuǎn)染技術(shù)和載體設(shè)計來解決，以提高細胞系和病毒包裝的穩(wěn)定性。與此同時，更高細胞密度工藝的發(fā)展、改進的下游純化工藝以及更好的關(guān)鍵原料控制將提高生產(chǎn)的質(zhì)量和產(chǎn)量。
目前實現(xiàn)穩(wěn)健工業(yè)生產(chǎn)的另一個障礙是缺乏快速的分析方法。如果沒有快速的檢測，完全了解所有相關(guān)工藝參數(shù)，及其對產(chǎn)品質(zhì)量屬性影響的能力就很有限。這阻礙了穩(wěn)健工藝的發(fā)展。
許多用于制造基因治療產(chǎn)品的過程借用了基于貼壁細胞的傳統(tǒng)抗體生產(chǎn)過程，導致滴度非常低。許多用于基因治療的分析方法也都是傳統(tǒng)的病毒分析方法。這些檢測方法都需要大量的時間。例如：目前的效能、功效和其他特性的檢測都是以細胞為基礎(chǔ)的，可能需要長達三周的時間。
下游純化后的感染研究 (TCID50) 對于確認衣殼蛋白結(jié)構(gòu)也很重要，但它們可能需要長達一周的時間。為了開發(fā)一個堅實的制藥生產(chǎn)工藝，實時檢測很重要。為了開發(fā)真正優(yōu)化的流程，并對是否推進一批生產(chǎn)做出有效決策，需要快速得到結(jié)果。
缺乏優(yōu)化的流程和及時的檢測是造成基因療法成本高的巨大因素。使問題更加復雜的是，目前許多分析方法所得的結(jié)果是可變的。有些方法的正 / 負差異為 50%。擁有堅實的、接近實時的、易于使用的、可重復的檢測方法對基因療法的進一步發(fā)展至關(guān)重要。
自動化和數(shù)據(jù)分析的進步有可能減少分析耗時。完全集成的系統(tǒng)可以在多孔板中制備樣品，自動將樣品放入儀器中進行分析，然后無縫地將采集到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移到分析軟件中，這將簡化分析，同時提高一致性和準確性。
病毒載體生產(chǎn)過程中的滴度低導致了對檢測所需樣品量的挑戰(zhàn)。比如:在一項研究中，賽諾菲發(fā)現(xiàn)，用于早期臨床試驗的標準批次單抗生產(chǎn)了 2003 瓶，其中 664 瓶被用于測試，剩下的 1339 瓶用于臨床研究?；蛑委煹纳a(chǎn)批量要小得多，然而，如果是全身性的治療，那么需要檢測的數(shù)量將會更高。
低產(chǎn)量和蛋白濃度僅在 0.01 mg/mL 數(shù)量級是一個復雜的挑戰(zhàn)，因為還存在分析方法不成熟和對產(chǎn)品了解有限的因素。“低產(chǎn)量就需要有戰(zhàn)略性的方法來減少檢測量。由于蛋白質(zhì)濃度低和一般的安全要求，基因療法的分析需要更加靈敏。
目前中國基因治療行業(yè)尚未形成完善的產(chǎn)業(yè)鏈，多數(shù)基因治療產(chǎn)品應(yīng)用于實驗室開發(fā)與臨床前、臨床申報項目等。從全球來看，病毒載體供需有很大缺口，基因治療企業(yè)需要側(cè)重于采用和實施創(chuàng)新技術(shù)放大工藝。
由于基因治療產(chǎn)品的復雜性，產(chǎn)品外包將成為趨勢。一方面，中國細胞和基因療法熱度顯現(xiàn)，龍頭企業(yè)紛紛布局，小型企業(yè)大量涌現(xiàn)，但基因治療研發(fā)生產(chǎn)的瓶頸始終存在。藥企不僅尚未積累足夠的細胞治療研發(fā)經(jīng)驗，同時也沒有配套的生產(chǎn)廠房，因此在基因療法和細胞療法研發(fā)領(lǐng)域，對于利用專業(yè)的CDMO團隊以降低成本的需求很高。而CDMO不僅具備定制研發(fā)能力，同時具備生產(chǎn)能力，能夠提供從臨床前研 究到商業(yè)化生產(chǎn)的一體化服務(wù)，可明顯縮小研發(fā)投入。另一方面，CDMO作為一種新型研發(fā)生產(chǎn)外包模式，可提供的服務(wù)包括載體選擇與優(yōu)化服務(wù)、載體構(gòu)建和病毒包裝服務(wù)、質(zhì)量檢測服務(wù)、臨床階段小規(guī)模生產(chǎn)服務(wù)以及后期商業(yè)化生產(chǎn)服務(wù)。
來源：佰傲谷BioValley
