美國首個針對體內基因突變的基因療法獲批，其作用機理與之前獲批的基因療法有何不同？

美國首個針對體內基因突變的基因療法獲批 - 基因治療專區 - 生物谷

之前獲批的，據我了解，廣義上講有三種藥物：

1、實際上第一個其實是在中國獲批的，2004年我國具有自主知識產權的基因治療藥物「今又生」獲得葯監機構（SFDA）批准上市，批准文號：國葯准字S20040004，成為世界第一基因藥物獲准上市，當時真可謂轟動世界。

「今又生」即重組p53腺病毒注射液，由彭朝暉博士創立的深圳市賽百諾基因技術有限公司（Shenzhen SiBiono GeneTech）研發。該藥物靶點是p53基因，一種研究最透徹的腫瘤抑制基因，作為一種轉錄因子，其控制著細胞周期的啟動，能修復缺陷基因，還能使腫瘤細胞凋亡從而防止癌變。突變後的p53則是癌基因，它可以消除正常p53的功能，約50%的腫瘤都存在突變型p53。

該藥物使用腺病毒作為載體（經改造後無複製能力），攜帶人正常的p53基因，將其導入腫瘤細胞內，恢復正常p53的功能。國家批准的臨床試驗病種是「頭頸部鱗癌」，包括20餘種惡性腫瘤。當時因為該葯未經過大規模隨機對照III期臨床研究，關於其安全有效性一直存在爭議，反正聽說很多國外患者慕名來求葯的。但是始終未獲批在國外上市。

後來的劇情就狗血了，一句話：內鬥耗死一個國產「Genentech」，劇情詳細見世界首個基因治療藥物「今又生」緣何變得默默無聞？。

2、另一個就是基因療法藥物Glybera（有人譯為「阿利潑金」），作為超罕見疾病脂蛋白脂酶缺乏遺傳病(LPLD)的基因治療藥物，Glybera於2012年在歐洲獲得批准上市，標價125萬歐元，創造了昂貴現代醫藥的新紀錄。

原理：該葯由荷蘭生物科技公司UniQure研發，LPLD患者體內缺乏正常功能的脂蛋白脂酶，該藥物用以治療這種酶的缺乏引起的嚴重肌肉問題，使用腺相關病毒（AAV）作為載體，攜帶正常的脂蛋白脂肪酶（LPL）基因拷貝傳遞給骨骼肌。為了利用這種AAV載體，Glybera的開發者移除了病毒基因，用治療DNA替換了大部分的AAV基因組。這一治療DNA由LPL基因和來自其他病毒的啟動子和調控元件組成。他們還添加了將載體引導至骨骼肌的蛋白質。

療效：在兩項II/III期臨床試驗中，LPLD患者的大腿肌肉接受了一系列的注射，隨後數周給予免疫抑製藥物減弱對病毒衣殼的免疫反應（1999年Jesse Gelsinger的最終死亡原因）。在注射12周後，治療成功地降低了血液中甘油三酯水平，在之後長達2年的時間大大減低了胰腺炎發病率。謝布魯克大學大學內分泌科醫生André Carpentier說患者甚至可以放鬆飲食限制，也幫助提高了生活質量。更為重要的是，迄今只報道了一次值得關注的副作用--引起了發燒，但在12個小時內便會消除。

結局：2017年4月20日上午，UniQure公司宣布其在10月份Glybera的銷售許可證到期之前不再重新申請銷售許可，這也就意味著Glybera不會繼續留在市場上，據報道該藥物上市後只被用過一次。

3、這樣看基因治療藥物都無疾而終，然而2017年註定具有劃時代意義的一年。

首先是2017年8月30日，諾華的基因治療方法CAR-T細胞藥物 Kymriah（tisagenlecleucel，CTL-019）被美國FDA批准上市，用於治療兒童和年輕成人（2~25歲）的急性淋巴細胞白血病（ALL）。這是醫學史上首款批准的CAR-T療法，也是在美國境內，首次獲批的基因療法。諾華將Kymriah的價格定為治療一次47.5萬美元（按照療效付費）。

接著2017.10.18，Kite的Yescarta也獲批上市，用於治療特定類型的大B細胞淋巴瘤成人患者。Yescarta成為繼Kymriah後第二款獲批的CAR-T療法，同時也是首個針對特定類型非霍奇金淋巴瘤的基因療法。

扯的有點多，題主主要想知道機理上的區別：

由於1和2中的原理很簡單，就是體內某個基因發生了突變，直接或者間接導致了疾病，然後就用非致病病毒載體攜帶正常基因，恢復其正常功能。

這裡詳細說下CAR-T的不同之處：

起源：CAR-T的原型概念最早來自於Zelig Eshhar教授（以色列人，德國洪堡大學教授），提出將抗體的輕重鏈連接到T細胞表面TCR的α/β恆定區上（1989），隨後又用scFv替換輕重鏈（1993），避免了多次重複的轉基因，並嘗試了包括CD3ζ等多種信號區。

現在想想，那個年代提出這種想法簡直是腦洞夠大的啊，分子生物學起步也才三十多年（1986年5月，Mullis在冷泉港實驗室做專題報告，向科學家們推廣PCR技術），人類基因組計劃剛剛起步，獲得性免疫的很多細節還沒搞不清楚，所以被稱為「CAR-T之父」理所當然。

不過由於第一代CAR-T臨床結果不理想，再加上想法太超前（那時候科學家們發玩各種基因和功能什麼的，正熱火朝天了），停滯了十多年。

這裡需要簡單介紹下免疫細胞治療的背景，一開始研究者用CIK/DC-CIK和TIL進行治療，但是CIK（也就是魏則西事件所用的那個技術）療效不明顯很早被國外放棄了；腫瘤浸潤淋巴細胞（TIL）是美國NCI的Steven Rosenberg一直倡導的，對一些腫瘤有效，但是TIL很難獲得和體外培養擴增。

2000年後在三個重要人物的推動下，Michel Sadelain（MSKCC）、Carl H June（賓大）和Steven Rosenberg（NCI）,在第一代CAR-T基礎上，加入了第二共刺激信號CD28 or 4-1BB，克服了第一代的擴增和持續性差的問題。

該技術的原理其實是利用了人體自身的免疫武器--T淋巴細胞，能特異識別腫瘤細胞上異常表達的抗原蛋白。為了讓T細胞具有特異識別抗原的能力，將抗體的最關鍵的識別區域（VH和VL，構建成scFv），通過一些linker/跨膜區，將其連接到T細胞的信號傳導分子上（第一信號CD3ζ和第二信號CD28/4-1BB），這樣的CAR-T細胞加入患者體內後，在接觸到表達特定抗原的腫瘤細胞時，就會大量擴增並觸發其殺傷腫瘤細胞的功能。

目前主流的是第二代CAR-T，在研和臨床試驗中也有第三代甚至第四代的，下圖是第一二三代在CAR分子結構上的區別，主要是第二信號的差別。

下面是美國Kite Pharma網站上的CAR-T原理介紹：

臨床結果也在2010年後陸續發布，療效振奮人心啊！諾華Kymriah的安全性與療效在一個多中心的臨床試驗中得到了驗證，這個臨床試驗招募了63名罹患難治性或複發性B細胞前體ALL的兒童和青年。在治療的3個月內，CAR-T療法帶來的總體緩解率達到了83%。Kite的Yescarta，在一項多中心的臨床試驗中，超過100名成人患者接受了治療，完全緩解率（CR）可達到51%。這樣的治療結果可都是來自複發難治的患者（甚至是多次化療失敗，已經沒有其他治療方法了）。

這是目前最有希望治癒癌症的療法，背後的技術也極其複雜的：

CAR-T細胞治療臨床上主要分為5個步驟：

　　1）從癌症患者外周血中分離出T細胞；

　　2）利用慢病毒載體/其他非病毒手段，將CAR結構轉入T細胞；

　　3）體外培養，大量擴增CAR-T細胞至治療所需劑量，一般為十億至百億級別；

　　4）對患者進行化療預處理，清除體內循環的絕大部分白細胞，為CAR-T細胞進駐騰位置；

　　5）一次/分次回輸CAR-T細胞，觀察患者情況，嚴密監測不良反應（發燒，頭痛和細胞因子風暴等）。

可以看出這是一種個體化的藥物，針對每個患者單獨定製，而且是活的細胞，可謂劃時代的療法。已有公司在進行通用CAR-T的臨床試驗，就是從一個健康人體內獲取一定量的T細胞，然後進行CAR-T的製備，凍存起來後可以直接用於病人，大大縮短了病人治療等待的時間和生產成本。

目前CAR-T對血液系統腫瘤療效很好，但是實體瘤卻沒那麼容易，不過相信未來幾年就會有突破。

值得一提的是國內的CAR-T發展迅猛，短短几年，近一百家大小公司進入該領域，在clinicaltrials上查詢註冊CAR-T的臨床試驗分布，中國排名第二，僅次於美國：

題主提到的Spark獲批的Luxturna，用於治療RPE65突變所致的遺傳性視網膜營養不良，RPE65基因突變患者的視網膜感光細胞（色素細胞）會逐漸失去功能並壞死，視野逐漸縮小，最終導致視覺功能的完全喪失。該療法使用AAV病毒載體，把正確的基因RPE65導入到眼部，產生有功能的蛋白，促進視網膜感光細胞的存活和功能，有效將光信號轉換成電信號，最終患者的眼睛可以恢復視覺感光。

不難看出，這種基因療法的原理和第二種治療LPLD的Glybera是一致的，和第一種差別在於所用的病毒載體不同（第一種用的是複製缺陷型腺病毒），上面腺病毒和AAV病毒載體是不插入/整合到患者細胞染色體/基因組的，基本上是以一種遊離的DNA形式存在細胞中。而第三種CAR-T療法，用到的慢病毒載體是要整合到T細胞基因組中的，慢病毒載體來源是HIV病毒，但是去掉了致病基因和非必需基因，利用的是它的整合相關元件。

所以嚴格意義上講，CAR-T療法算是第一個對人體自身的基因組進行編輯的上市藥物。

參考資料：

1、FDA approval brings first gene therapy to the United States

2、FDA approves CAR-T cell therapy to treat adults with certain types of large B-cell lymphoma

3、Specific activation and targeting of cytotoxic lymphocytes through chimeric single chains consisting of antibody-binding domains and the gamma or zeta subunits of the immunoglobulin and T-cell receptors，Zelig Eshhar, 1989.

4、Expression of immunoglobulin-T-cell receptor chimeric molecules as functional receptors with antibody-type specificity，Zelig Eshhar, 1993.

5、The story behind an Israeli immunologists cancer-fighting breakthrough

6、How Chimeric Antigen Receptor Design Affects Adoptive T Cell Therapy,Journal of Cellular Physiology. 2016

7、Spark Therapeutics Our Scientific Platform and Programs

8、Novartis receives first ever FDA approval for a CAR-T cell therapy, Kymriah(TM) (CTL019), for children and young adults with B-cell ALL that is refractory or has relapsed at least twice | Novartis

9、Kite Pharma

10、Juno Therapeutics Chimeric Antigen Receptor Technology

11、CAR-T領域的重要人物與糾紛 | 細胞免疫治療

感謝邀請。

美國首個針對體內基因突變的基因療法是Spark Theraputics 公司的產品Luxturna。

它是利用腺病毒相關病毒將未突變的RPE65 基因重組進病毒後，注射入視網膜下，通過病毒的複製，包裝，產生高滴度正常外源RPE65基因，進入到視網膜內，正常的RPE65基因並不整合到人體細胞的DNA中，而是在細胞核中合成正常的RPE65蛋白，從而幫助觸發光傳導通路，恢復正常的視覺功能。

利用腺病毒相關病度感染細胞溫和，宿主免疫原性低，轉染效率高，能夠介導基因在體內長期穩定表達，安全性也不錯。

美國首個CAR-T療法是需要基因改造的自體免疫治療 Kymriah。它嚴格意義上不是一種產品，而是一個醫療服務。病人至少需要接受4個星期的治療。Kymriah的是由個體病人的白細胞組成。所以該產品的foundation是病人自身的血。Kymriah需要從1）個體患者體內提取T細胞，2）並在生產中心引入嵌合抗原受體CAR，使T細胞能夠直接靶向並殺傷帶有CD抗原的白血病細胞。3）當改造完成後，病人的血液會會輸到患者體內，進行治療。

Kymirah 帶來治療血液腫瘤美好前景的同時，風險也非常之大。Kymirah可能增加致命的感染的風險。另外，還有一直為業內擔憂的細胞因子風暴，B細胞發育不良，腫瘤溶解綜合征以及HIV 感染。

小結：這兩款基因療法是基於完全不同的機理。Luxturan是引入外源正常基因，使病人正常表達該基因。Kymirah是對自身的T細胞進行改造，使其識別並攻擊腫瘤細胞。