全球首例!这群医生给婴儿编辑基因 登上Nature十大

2025-12-12 12:27:31 · chineseheadlinenews.com · 来源: 丁香园



前几日,Nature 公布了 2025 年度科学相关十大人物榜单,汇集对今年科学界重要发现、发展趋势有举足轻重作用的人物。

值得一提的是,榜单中首次纳入了一位身费酞“患者”的人物。更特别的是,这位患者年仅一岁出头。

然而,他的经历非比寻常:一出生即患有极其罕见的致命遗传病,一群顶尖学者借助全球最尖端的医疗技术,为他量身定制开发出全球唯一的疗法,不仅成功拯救了他的生命,还推动相关政府机构制定全新的监管路线图。

他就是全球首例接受个性化 CRISPR 基因疗法的患者——KJ Muldoon。

血氨飙到 51 倍,这种病死亡率高达 50%

对于 KJ 来说,生命不按日历走,而是体内血氨浓度推动的倒计时。

2024 年 8 月,KJ 仅仅出生 48 小时就出现了嗜睡和呼吸窘迫的症状,血液检测提示其血氨浓度进行性升高,短短数日,血氨就陡升至 1703μmol/L。

通常情况下,正常人的血氨参考范围在 9~33μmol/L。血氨轻微增高(>100~150μmol/L)可能引发神经系统症状,如嗜睡、意识改变、抽搐等;而血氨超过 200μmol/L 则出现严重症状,包括昏迷、抽搐,甚至死亡。

1703μmol/L 已经是正常范围的 51 倍,处于极其危险的水平,通常只见于严重的尿素循环障碍或急性肝衰等危重情况。如果不迅速干预,短时间内将引发脑损伤、脑水肿、昏迷,直至死亡。

面对这个惊人的数字,宾夕法尼亚州费城儿童医院的儿科医生们立即为 KJ 启动了连续肾脏替代疗法(CRRT)。

随后的血浆氨基酸谱分析显示,KJ 谷氨酰胺水平极度升高,精氨酸无法检出,但尿液尿酸水平正常——这意味着 KJ 体内的尿素循环存在缺陷。

尿素循环(又称鸟氨酸循环)是肝脏中一条关键的代谢通路,主要功能是将蛋白质分解产生的有毒氨(NH?)转化为无毒的尿素,使后者通过肾脏随尿液排出,从而安全清除体内多余的氮、维持氮平衡。

而在 KJ 体内,氨无法清除,身体被迫结合多余的氨与谷氨酸生成谷氨酰胺,正常尿素循环的产物之一精氨酸却无法合成;尿液尿酸正常则排除了其他氮代谢异常的可能——问题可能就出在尿素循环本身的酶功能上。

进一步的基因检测揭晓了答案。KJ 的 CPS1 基因存在两个无义突变:c.1003C→T(p.Gln335Ter,称为 Q335X,位于父系等位基因上)和 c.2140G→T(p.Glu714Ter,称为 E714X,位于母系等位基因上)。

于是,KJ 被确诊为氨甲酰磷酸合成酶 1(CPS1)缺乏症。

这是一种发病率仅约 130 万分之一的极罕见疾病。通常的治疗方法包括低蛋白饮食,直到可以接受肝脏移植手术。然而许多患儿往往坚持不到这一天,高氨血症和不可逆的神经损伤步步紧逼,患儿出生早期的死亡率高达约 50%。

为他定制一种药

尽管病情凶多吉少,KJ 的父母和医疗团队却没有放弃。

由于致病的根源在于遗传物质 DNA 突变,宾夕法尼亚州费城儿童医院的儿科医生尼克拉斯(Rebecca Ahrens-Nicklas)联合其他专家制定了一项大胆的计划——CRISPR 基因疗法。

彼时,CRISPR 基因疗法早已不是一个新概念。

2023 年 12 月,美国 FDA 批准了 Casgevy 和 Lyfgenia 两种基因编辑疗法,用于治疗 12 岁及以上年龄患者镰状细胞病(SCD)。前者是全球首个获批的 CRISPR 基因编辑疗法,通过在体外编辑患者的造血干细胞基因发挥治疗效果。

但是市面上并没有现成的 CPS1 缺乏症基因疗法,这意味着治疗 KJ,需要根据 KJ 的独特 DNA 序列,从头开始开发一种仅适合他的 CRISPR 基因编辑疗法。

团队迅速行动起来,KJ 出生的第一个月,团队成功构建了携带变异基因的体外细胞模型;第二个月,完成了定制“基因编辑器”的开发,包括腺嘌呤碱基编辑器及其向导 RNA(gRNA)。

团队将 gRNA 命名为“kayjayguran”,这一名称来源于 KJ 的名字;同时把编辑器的 mRNA 命名为“abengcemeran”,最初的三个字母代表“腺嘌呤碱基编辑器”(adenine base editor);整个新疗法则命名为“k-abe”。

KJ 出生第五个月,细胞以及小鼠、食蟹猴等动物模型实验相继开展,验证疗法安全性和有效性。随后生产了拟临床应用的 k-abe 药物,也通过多种手段验证其脱靶风险较低,不容易发生目标基因以外的错误基因编辑。

终于,在 KJ 来到世界的第 209 天,他成为世界首例接受个性化 CRISPR 基因编辑疗法的患儿。

封装了“基因编辑器”的脂质纳米颗粒经静脉注射进入 KJ 的血液,被肝细胞吸收,识别并修正了 CPS1 基因中的错误碱基,使其恢复正确的 DNA 序列。

此前缺失的正常 CPS1 开始合成,异常的尿素循环逐渐恢复正常。

在首剂 0.1mg/kg 体重的 k-abe 静脉输注后,KJ 相隔 22 天接受了第二次给药。期间虽然一度发生病毒感染,但 KJ 的血氨未再明显升高,蛋白质摄入也稳步增加。

出生第 10 个月,KJ 接受了第三次给药,给药间期他的神经系统一直功能稳定。

“谈『治愈』还为时过早。”尼古拉斯医生说,“但我们知道,我们可以从中学到更多。”

唯一的解药,还是潘多拉魔盒?

今年 5 月,美国国立卫生研究院(NIH)在报告中称 KJ 为“首例成功接受个性化基因治疗的婴儿”,他接受了针对特定患者的个性化 CRISPR 基因编辑疗法,疗法精心设计靶向非生殖细胞,确保变化仅影响患者本人,不会传给后代。

值得注意的是,KJ 之前也有患者接受过相似的个性化基因编辑治疗。

2018 年,一名罕见代谢紊乱 Batten 病患儿 Mila,接受了专门为其定制开发的 ASO(反义寡核苷酸)疗法 Milasen。尽管 Mila 最后不幸离世,但这一尝试仍被学界认为是针对单个患者(N=1)个性化基因治疗的标志性开端。

KJ 的案例,是在 N=1 基础上运用了最前沿的 CRISPR 基因编辑技术,尚属首例。其成功不仅在于救治了一位危重患者,更在于验证了一种新疗法开发模式的潜力。

美国 NIH 转化科学国家中心主任鲁特(Joni L. Rutter)博士这样评价:“作为一种平台,以可重复使用组件和快速定制构建的基因编辑为基础惫建的平台,或许能够引领数百种罕见疾病精准医疗的新时代。”

KJ 的成功无疑是个性化基因编辑治疗技术的里程碑,但同样面临着严峻的伦理挑战。

基因编辑并非没有风险,本身存在脱靶、免疫排斥,以及可能增加患癌概率等风险。尤其是 N=1 疗法,缺乏对照组、同类患者、长期安全性数据的情况下,风险评估只能依赖于临床前数据。

“虽然在短短六个月内就让患儿得到个性化治疗是一个杰出成就,但如何将这种方法扩展到其他极罕见疾病患者上仍然是个问题。”有学者这样评论。

鉴于 KJ 的成功案例,2025 年 11 月,美国 FDA 宣布建立一项突破性的“合理机制路径”(plausible mechanism pathway),旨在为针对罕见遗传病的个性化疗法提供更快速的审批机制,使其无需开展传统随机对照临床试验(RCT)的情况下即可获批上市。

为防止滥用,FDA 要求申请该路径的药物必须满足五大核心要素:

明确的特定分子、细胞致病机制

疗法直接靶向该致病机制或相近生理改变

清楚了解疾病的自然病程

有可能确认靶点被药物成功影响和/或编辑

临床结局或病程得到改善

FDA 表示,将优先把这一监管路径用于罕见病,尤其是那些高致死性、儿童时期即导致严重残疾的疾病。

目前,KJ 的随访研究还在继续,根据 FDA 对基因疗法的要求,随访预计将持续 15 年或更久。同时,治疗团队还在继续搭建标准化的个性化基因编辑平台,为治疗下一批 N=1 的患者做准备。

究竟是唯一的救命良方还是风险未知的潘多拉魔盒,KJ 接受的个性化基因疗法只是开始,相关探索与争论还将继续。


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