Генная терапия: история, методы и современные достижения.

Введение

Медицинская область

Генная терапия – это медицинская технология, направленная на достижение терапевтического эффекта посредством манипулирования экспрессией генов или изменения биологических свойств живых клеток. Первая попытка модифицировать ДНК человека была предпринята Мартином Клайном в 1980 году, однако первая успешная передача ядерных генов человеку, одобренная Национальными институтами здоровья, состоялась в мае 1989 года. Первое терапевтическое применение трансфера генов, а также первое непосредственное введение человеческой ДНК в ядерный геном было выполнено Френчем Андерсоном в клиническом исследовании, начавшемся в сентябре 1990 года. В период с 1989 по декабрь 2018 года было проведено более 2900 клинических испытаний, при этом более половины из них находились на фазе I. В 2003 году Гендицин стал первой генной терапией, получившей одобрение регулирующих органов. После этого были одобрены и другие препараты генной терапии, такие как Glybera (2012), Strimvelis (2016), Kymriah (2017), Luxturna (2017), Onpattro (2018), Zolgensma (2019), Abecma (2021), Adstiladrin, Roctavian и Hemgenix (все – 2022). Большинство этих подходов используют аденоассоциированные вирусы (ААВ) и лентивирусы для осуществления вставки генов in vivo и ex vivo соответственно. ААВ характеризуются стабилизацией вирусного капсида, пониженной иммуногенностью, способностью к трансдукции как делящихся, так и неделящихся клеток, потенциалом специфической интеграции и достижения долгосрочной экспрессии при лечении in vivo. Подходы ASO/siRNA, применяемые, например, компаниями Alnylam и Ionis Pharmaceuticals, требуют не вирусных систем доставки и используют альтернативные механизмы для транспортировки в клетки печени посредством транспортеров GalNAc. Не все медицинские процедуры, вносящие изменения в генетический состав пациента, можно отнести к генной терапии. Установлено, что трансплантация костного мозга и трансплантация органов в целом приводят к введению в организм пациента чужеродной ДНК.

Предыстория

Генная терапия была впервые концептуализирована в 1960-х годах, когда начали исследоваться возможности добавления новых генетических функций в клетки млекопитающих. Было протестировано несколько методов, включая введение генов с помощью микропипетки непосредственно в живую клетку млекопитающего и воздействие клеток на осадок ДНК, содержащий желаемые гены. Ученые предположили, что вирус также может быть использован в качестве носителя, или вектора, для доставки новых генов в клетки. Одним из первых ученых, сообщивших об успешном прямом включении функциональной ДНК в клетку млекопитающего, была биохимик доктор Лоррейн Маркардт Краус (6 сентября 1922 года – 1 июля 2016 года) из Университета Теннесси в Теннесси, США. В 1961 году ей удалось генетически изменить гемоглобин клеток костного мозга, взятого у пациента с серповидноклеточной анемией. Она сделала это, инкубировав клетки пациента в тканевой культуре с ДНК, извлеченной из донора с нормальным гемоглобином. В 1968 году исследователи Теодор Фридман, Джей Сигмиллер и Джон Субак Шарп из Национальных институтов здоровья (NIH) в Бетесде, США, успешно скорректировали генетические дефекты, связанные с синдромом Леш-Найхана, изнурительным неврологическим заболеванием, путем добавления чужеродной ДНК в культивированные клетки, собранные у пациентов, страдающих этим заболеванием. Первая попытка генной терапии (а также первый случай медицинской передачи чужеродных генов человеку, не считая трансплантации органов) была проведена генетиком Мартином Клайном из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе в Калифорнии, США, 10 июля 1980 года. Клайн утверждал, что один из генов у его пациентов был активен спустя шесть месяцев, хотя он никогда не публиковал эти данные и не подвергал их проверке. После обширных исследований на животных в течение 1980-х годов и испытаний с использованием бактериальных генов на людях в 1989 году, первая генная терапия, широко признанная успешной, была продемонстрирована в исследовании, начатом 14 сентября 1990 года, когда Ашанти ДеСильва была пролечена от ADA SCID. Первое соматическое лечение, приведшее к постоянным генетическим изменениям, было начато в 1993 году. Целью было излечить злокачественные опухоли головного мозга, используя рекомбинантную ДНК для переноса гена, делающего опухолевые клетки чувствительными к лекарству, которое, в свою очередь, привело бы к гибели опухолевых клеток. Полимеры либо транслируются в белки, вмешиваются в экспрессию целевых генов, либо, возможно, корректируют генетические мутации. Наиболее распространенная форма использует ДНК, кодирующую функциональный терапевтический ген для замены мутировавшего гена. Молекула полимера упаковывается в "вектор", который доставляет молекулу внутрь клеток. Ранние клинические неудачи привели к отказу от генной терапии. Клинические успехи, начиная с 2006 года, вновь привлекли внимание исследователей, хотя по состоянию на 2014 год это все еще была в основном экспериментальная техника. X-сцепленная СКИБ, АДА СКИБ, хронический лимфолейкоз (ХЛЛ), гемофилия. В период с 2013 по апрель 2014 года американские компании инвестировали более 600 миллионов долларов в эту область. Первая коммерческая генная терапия, Гендицин, была одобрена в Китае в 2003 году для лечения некоторых видов рака. В 2011 году Неоваскулген был зарегистрирован в России как первый в своем классе препарат генной терапии для лечения заболеваний периферических артерий, включая критическую ишемию конечностей. В 2012 году Glybera, препарат для лечения редкого наследственного заболевания – дефицита липопротеиновой липазы, стал первым препаратом, одобренным для клинического использования в Европе или Соединенных Штатах после одобрения Европейской комиссией. Ученые сосредоточились на заболеваниях, вызванных дефектами одного гена, таких как муковисцидоз, гемофилия, мышечная дистрофия, талассемия и серповидноклеточная анемия. Glybera лечит одно из таких заболеваний, вызванное дефектом липопротеиновой липазы. Были изучены различные методы доставки. Первоначальный подход заключался во включении ДНК в сконструированный вирус для доставки ДНК в хромосому. Также изучались подходы с использованием "голой ДНК", особенно в контексте разработки вакцин. В основном усилия были сосредоточены на введении гена, вызывающего экспрессию необходимого белка. В последнее время повышенное понимание функции нуклеаз привело к более прямому редактированию ДНК с использованием таких методов, как цинковые пальцевые нуклеазы и CRISPR. Вектор встраивает гены в хромосомы. Экспрессируемые нуклеазы затем выключают и заменяют гены в хромосоме. По состоянию на 2014 год эти подходы включают удаление клеток из пациентов, редактирование хромосомы и возвращение трансформированных клеток пациентам. Редактирование генов является перспективным подходом к изменению человеческого генома для лечения генетических заболеваний, вирусных заболеваний и рака. По состоянию на 2020 год эти подходы изучаются в клинических испытаниях.

Gene therapy was first conceptualized in the 1960s, when the feasibility of adding new genetic functions to mammalian cells began to be researched. Several methods to do so were tested, including injecting genes with a micropipette directly into a living mammalian cell, and exposing cells to a precipitate of DNA that contained the desired genes. Scientists theorized that a virus could also be used as a vehicle, or vector, to deliver new genes into cells. One of the first scientists to report the successful direct incorporation of functional DNA into a mammalian cell was biochemist Dr. Lorraine Marquardt Kraus (6 September 1922 – 1 July 2016) at the University of Tennessee in Tennessee, United States. In 1961, she managed to genetically alter the hemoglobin of cells from bone marrow taken from a patient with sickle cell anaemia. She did this by incubating the patient’s cells in tissue culture with DNA extracted from a donor with normal hemoglobin. In 1968, researchers Theodore Friedmann, Jay Seegmiller, and John Subak Sharpe at the National Institutes of Health (NIH), Bethesda, in the United States successfully corrected genetic defects associated with Lesch Nyhan syndrome, a debilitating neurological disease, by adding foreign DNA to cultured cells collected from patients suffering from the disease. The first attempt, an unsuccessful one, at gene therapy (as well as the first case of medical transfer of foreign genes into humans not counting organ transplantation) was performed by geneticist Martin Cline of the University of California, Los Angeles in California, United States on 10 July 1980. Cline claimed that one of the genes in his patients was active six months later, though he never published this data or had it verified. After extensive research on animals throughout the 1980s and a 1989 bacterial gene tagging trial on humans, the first gene therapy widely accepted as a success was demonstrated in a trial that started on 14 September 1990, when Ashanthi DeSilva was treated for ADA SCID. The first somatic treatment that produced a permanent genetic change was initiated in 1993. The goal was to cure malignant brain tumors by using recombinant DNA to transfer a gene making the tumor cells sensitive to a drug that in turn would cause the tumor cells to die. The polymers are either translated into proteins, interfere with target gene expression, or possibly correct genetic mutations. The most common form uses DNA that encodes a functional, therapeutic gene to replace a mutated gene. The polymer molecule is packaged within a "vector", which carries the molecule inside cells. Early clinical failures led to dismissals of gene therapy. Clinical successes since 2006 regained researchers' attention, although as of 2014, it was still largely an experimental technique. X linked SCID, ADA SCID, chronic lymphocytic leukemia (CLL), haemophilia, Between 2013 and April 2014, US companies invested over $600 million in the field. The first commercial gene therapy, Gendicine, was approved in China in 2003, for the treatment of certain cancers. In 2011, Neovasculgen was registered in Russia as the first in class gene therapy drug for treatment of peripheral artery disease, including critical limb ischemia. In 2012, Glybera, a treatment for a rare inherited disorder, lipoprotein lipase deficiency, became the first treatment to be approved for clinical use in either Europe or the United States after its endorsement by the European Commission. Scientists focused on diseases caused by single gene defects, such as cystic fibrosis, haemophilia, muscular dystrophy, thalassemia, and sickle cell anemia. Glybera treats one such disease, caused by a defect in lipoprotein lipase. Multiple delivery techniques have been explored. The initial approach incorporated DNA into an engineered virus to deliver the DNA into a chromosome. Naked DNA approaches have also been explored, especially in the context of vaccine development. Generally, efforts focused on administering a gene that causes a needed protein to be expressed. More recently, increased understanding of nuclease function has led to more direct DNA editing, using techniques such as zinc finger nucleases and CRISPR. The vector incorporates genes into chromosomes. The expressed nucleases then knock out and replace genes in the chromosome. as of 2014 these approaches involve removing cells from patients, editing a chromosome and returning the transformed cells to patients. Gene editing is a potential approach to alter the human genome to treat genetic diseases, viral diseases, and cancer. as of 2020 these approaches are being studied in clinical trials.

Широта определения

В 1986 году на встрече в Институте медицины генная терапия была определена как добавление или замена гена в определенном типе клеток. В том же году FDA заявило, что обладает юрисдикцией в отношении одобрения "генной терапии", не определяя этот термин. В 1993 году FDA добавило очень широкое определение любого лечения, которое "модифицирует или манипулирует экспрессией генетического материала или изменяет биологические свойства живых клеток". В 2018 году это определение было сужено до "продуктов, которые осуществляют свое действие посредством транскрипции или трансляции перенесенного генетического материала или путем специфического изменения генетических последовательностей хозяина (человека)". В 2018 году в журнале "Journal of Law and the Biosciences" Шерков и соавторы высказались за более узкое определение генной терапии, чем у FDA, в свете новых технологий, которое бы включало любое лечение, намеренно и необратимо модифицирующее геном клетки, при этом под геномом понимаются как внеядерные эпизомы, так и изменения, вызванные эпизомами, сохраняющимися во времени. Это определение исключало бы введение клеток, не происходящих от самого пациента, но включало бы ex vivo подходы и не зависело бы от используемого вектора. Фактологические проверки, проведенные Full Fact, Reuters, PolitiFact и FactCheck.org, показали, что называть вакцины генной терапией некорректно. Ведущий подкаста Джо Роган подвергся критике за то, что назвал мРНК-вакцины генной терапией, как и британский политик Эндрю Бриджен, при этом Full Fact призвал исключить Бриджена из консервативной партии за это и другие заявления.

Гены, присутствующие или добавленные

Генная терапия охватывает множество методов добавления различных нуклеиновых кислот в клетку. Генная аугментация добавляет в клетку новый ген, кодирующий белок. Одной из форм генной аугментации является генная заместительная терапия – метод лечения моногенных рецессивных заболеваний, при которых один ген не функционирует, и добавляется дополнительный рабочий ген. Для заболеваний, вызванных множественными генами или доминантным геном, более уместны подходы к подавлению экспрессии генов или их редактированию, однако добавление генов, являющееся формой генной аугментации, при которой добавляется новый ген, может улучшить функцию клеток, не изменяя гены, вызывающие заболевание.

Типы клеток

Генную терапию можно разделить на два типа в зависимости от типа клеток, которые она затрагивает: соматическую и генную терапию зародышевой линии. В соматической генной терапии (СГТ) терапевтические гены вводятся в любые клетки, кроме гамет, зародышевых клеток, гаметоцитов или недифференцированных стволовых клеток. Любые такие изменения влияют только на конкретного пациента и не передаются потомству. Соматическая генная терапия является основным направлением фундаментальных и клинических исследований, в которых терапевтическая ДНК (интегрированная в геном или в виде внешней эписомы или плазмиды) используется для лечения заболеваний. В США проводится более 600 клинических испытаний с использованием СГТ. Большинство из них направлены на лечение тяжелых генетических заболеваний, включая иммунодефициты, гемофилию, талассемию и муковисцидоз. Такие моногенные заболевания являются хорошими кандидатами для соматической генной терапии. Полная коррекция генетического заболевания или замена нескольких генов пока невозможна. Лишь немногие из этих испытаний находятся на продвинутой стадии. В генной терапии зародышевой линии (ГГТ) зародышевые клетки (сперматозоиды или яйцеклетки) модифицируются путем введения функциональных генов в их геномы. Модификация зародышевой клетки приводит к тому, что все клетки организма содержат модифицированный ген. Следовательно, изменение является наследственным и передается будущим поколениям. Австралия, Канада, Германия, Израиль, Швейцария и Нидерланды запрещают применение ГГТ у людей по техническим и этическим соображениям, включая недостаточное понимание возможных рисков для будущих поколений. В США нет федеральных нормативных актов, специально регулирующих генетическую модификацию человека (за исключением общих правил FDA для терапии).

Терапия in vivo и ex vivo

При генной терапии in vivo пациенту вводят вектор (обычно вирус), который затем достигает желаемого биологического эффекта, доставляя генетический материал (например, для недостающего белка) в клетки пациента. В экс-виво генной терапии, такой как CAR-T терапия, собственные клетки пациента (автологичные) или здоровые донорские клетки (аллогенные) модифицируются вне организма (отсюда и термин ex vivo) с использованием вектора для экспрессии определенного белка, например, химерного антигенного рецептора. Генная терапия in vivo считается более простой, поскольку не требует выделения митотически делящихся клеток. Однако экс-виво генная терапия лучше переносится и реже вызывает серьезные иммунные ответы. Смерть Джесси Гелсингера во время клинического испытания аденовирусной векторной терапии дефицита орнитинтранскарбамилазы из-за системной воспалительной реакции привела к временной приостановке клинических испытаний генной терапии в Соединенных Штатах. По состоянию на 2021 год, как in vivo, так и ex vivo терапевтические средства считаются безопасными.

Редактирование генов

Концепция генной терапии заключается в устранении генетической проблемы в ее источнике. Если, например, мутация в определенном гене вызывает продукцию дисфункционального белка, что (обычно по рецессивному типу) приводит к наследственному заболеванию, генная терапия может быть использована для доставки копии этого гена, не содержащей дефектной мутации, и тем самым обеспечивающей выработку функционального белка. Эта стратегия называется генно-заместительной терапией и может применяться для лечения наследственных заболеваний сетчатки. Протезирующая генная терапия направлена на то, чтобы позволить клеткам организма выполнять функции, которые они физиологически не осуществляют. Одним из примеров является так называемая генная терапия восстановления зрения, целью которой является восстановление зрения у пациентов с заболеваниями сетчатки на конечной стадии. При заболеваниях сетчатки на конечной стадии фоторецепторы, как основные светочувствительные клетки сетчатки, необратимо утрачиваются. С помощью протезирующей генной терапии светочувствительные белки доставляются в оставшиеся клетки сетчатки, чтобы сделать их светочувствительными и тем самым обеспечить передачу зрительной информации в мозг. In vivo системы редактирования генов на основе CRISPR использовались в исследованиях на мышах для лечения рака и показали эффективность в уменьшении опухолей. In vitro система CRISPR использовалась для лечения опухолей, вызванных ВПЧ. Аденоассоциированные вирусные векторы и векторы на основе лентивируса использовались для доставки генома системы CRISPR.

Вирусы

Чтобы размножаться, вирусы вводят свой генетический материал в клетку-хозяина, обманывая клеточные механизмы хозяина, заставляя их использовать этот материал в качестве чертежей для вирусных белков. Подобно генетическому материалу (ДНК или РНК) в вирусах, терапевтический генетический материал может быть разработан для того, чтобы служить временным чертежом, который естественным образом деградирует, как в неинтегрирующих векторах, или для проникновения в ядро клетки-хозяина и стать постоянной частью её ядерной ДНК в инфицированных клетках. По состоянию на 2017 год такие векторы использовались в 20% клинических испытаний генной терапии. Аденоассоциированный вирус (ААВ) – это вирус, не способный к передаче между клетками, если клетка не инфицирована другим вирусом – вирусом-помощником. Аденовирус и вирусы герпеса выступают в роли вирусов-помощников для ААВ. ААВ сохраняется внутри клетки вне ядерного генома в течение продолжительного времени посредством образования конкатемеров, преимущественно организованных в виде эпизомов. Генетический материал ААВ-векторов интегрируется в ядерный геном клетки-хозяина с низкой частотой, вероятно, посредством ДНК-модифицирующих ферментов клетки-хозяина. Данные, полученные на животных моделях, позволяют предположить, что интеграция генетического материала ААВ в ядерный геном клетки-хозяина может вызывать гепатоцеллюлярную карциному – форму рака печени. Невирусные методы обладают определенными преимуществами перед вирусными, такими как возможность крупномасштабного производства и низкая иммуногенность для хозяина. Однако, изначально невирусные методы обеспечивали более низкий уровень трансфекции и экспрессии генов, и, следовательно, меньшую терапевтическую эффективность. Новые технологии обещают решить эти проблемы благодаря разработке более точной адресной доставки к клеткам и контролю субклеточного траффика. Методы невирусной генной терапии включают инъекцию «голой» ДНК, электропорацию, генную пушку, сонопорацию, магнитофекцию, использование олигонуклеотидов, липоплексов, дендримеров и неорганических наночастиц. Эти терапевтические средства могут вводиться непосредственно или с использованием обогащения на каркасе. Более современные подходы, например, разработанные компаниями Ligandal, предлагают возможность создания технологий адресной доставки к клеткам для различных методов генной терапии, включая РНК, ДНК и инструменты редактирования генов, такие как CRISPR. Другие компании, такие как Arbutus Biopharma и Arcturus Therapeutics, предлагают невирусные, неклеточно-специфичные подходы, которые в основном проявляют тропизм к печени. В последние годы стартапы Sixfold Bio, GenEdit и Spotlight Therapeutics начали решать проблему невирусной доставки генов. Невирусные методы предоставляют возможность повторного дозирования и большей настраиваемости генетических грузов, что в будущем, вероятно, позволит им заменить системы доставки на основе вирусов. Компании Editas Medicine, Intellia Therapeutics, CRISPR Therapeutics, Casebia, Cellectis, Precision Biosciences, bluebird bio, Excision BioTherapeutics и Sangamo разработали невирусные методы редактирования генов, однако часто по-прежнему используют вирусы для доставки материала для вставки генов после расщепления генома направляемыми нуклеазами. Эти компании специализируются на редактировании генов и по-прежнему сталкиваются с серьезными проблемами доставки. BioNTech, Moderna Therapeutics и CureVac сосредоточены на доставке грузов мРНК, что по своей сути является задачей невирусной доставки. Alnylam, Dicerna Pharmaceuticals и Ionis Pharmaceuticals специализируются на доставке siRNA (антисмысловых олигонуклеотидов) для подавления генов, что также требует невирусных систем доставки. В академических лабораториях ведется работа над доставкой пегилированных частиц, которые формируют короны сывороточных белков и преимущественно демонстрируют поглощение клетками in vivo, опосредованное рецепторами ЛПНП.

In order to replicate, viruses introduce their genetic material into the host cell, tricking the host's cellular machinery into using it as blueprints for viral proteins. Like the genetic material (DNA or RNA) in viruses, therapeutic genetic material can be designed to simply serve as a temporary blueprint that degrades naturally, as in a non integrative vectors, or to enter the host's nucleus becoming a permanent part of the host's nuclear DNA in infected cells. As of 2017, such vectors were used in 20% of trials for gene therapy. Adeno associated virus (AAV) is a virus that is incapable of transmission between cells unless the cell is infected by another virus, a helper virus. Adenovirus and the herpes viruses act as helper viruses for AAV. AAV persists within the cell outside of the cell's nuclear genome for an extended period of time through the formation of concatemers mostly organized as episomes. Genetic material from AAV vectors is integrated into the host cell's nuclear genome at a low frequency and likely mediated by the DNA modifying enzymes of the host cell. Animal models suggest that integration of AAV genetic material into the host cell's nuclear genome may cause hepatocellular carcinoma, a form of liver cancer. present certain advantages over viral methods, such as large scale production and low host immunogenicity. However, non viral methods initially produced lower levels of transfection and gene expression, and thus lower therapeutic efficacy. Newer technologies offer promise of solving these problems, with the advent of increased cell specific targeting and subcellular trafficking control. Methods for non viral gene therapy include the injection of naked DNA, electroporation, the gene gun, sonoporation, magnetofection, the use of oligonucleotides, lipoplexes, dendrimers, and inorganic nanoparticles. These therapeutics can be administered directly or through scaffold enrichment. More recent approaches, such as those performed by companies such as Ligandal, offer the possibility of creating cell specific targeting technologies for a variety of gene therapy modalities, including RNA, DNA and gene editing tools such as CRISPR. Other companies, such as Arbutus Biopharma and Arcturus Therapeutics, offer non viral, non cell targeted approaches that mainly exhibit liver trophism. In more recent years, startups such as Sixfold Bio, GenEdit, and Spotlight Therapeutics have begun to solve the non viral gene delivery problem. Non viral techniques offer the possibility of repeat dosing and greater tailorability of genetic payloads, which in the future will be more likely to take over viral based delivery systems. Companies such as Editas Medicine, Intellia Therapeutics, CRISPR Therapeutics, Casebia, Cellectis, Precision Biosciences, bluebird bio, Excision BioTherapeutics, and Sangamo have developed non viral gene editing techniques, however frequently still use viruses for delivering gene insertion material following genomic cleavage by guided nucleases. These companies focus on gene editing, and still face major delivery hurdles. BioNTech, Moderna Therapeutics and CureVac focus on delivery of mRNA payloads, which are necessarily non viral delivery problems. Alnylam, Dicerna Pharmaceuticals, and Ionis Pharmaceuticals focus on delivery of siRNA (antisense oligonucleotides) for gene suppression, which also necessitate non viral delivery systems. In academic contexts, a number of laboratories are working on delivery of PEGylated particles, which form serum protein coronas and chiefly exhibit LDL receptor mediated uptake in cells in vivo.

Рак

Были предприняты попытки лечения рака с помощью генной терапии. По состоянию на 2017 год 65% клинических испытаний генной терапии были направлены на лечение рака. В коммерческих препаратах Gendicine и Oncorine используется аденовирусный вектор – вирусы, которые избирательно размножаются в раковых клетках, не поражая здоровые. мРНК рассматривается как невирусный вектор для генной терапии рака, способный временно изменять функцию раковых клеток для создания антигенов или их уничтожения, и уже проведено несколько клинических испытаний.

Смерти

В ходе испытаний генной терапии зарегистрировано три случая смерти пациентов, что привлекло к этой области пристальное внимание. Первый случай – смерть Джесси Гелсингера в 1999 году, вызванная иммунным отторжением. В 2003 году от лейкемии умер один пациент с X-SCID.

Регламенты

Правила, касающиеся генетической модификации, являются частью общих руководящих принципов биомедицинских исследований с участием человека. В этой области нет международно-правовых договоров, имеющих юридическую силу, однако существуют рекомендации для национального законодательства, разработанные различными организациями. Хельсинкская декларация (Этические принципы медицинских исследований с участием людей) была дополнена Генеральной ассамблеей Всемирной медицинской ассоциации в 2008 году. Этот документ содержит принципы, которые врачи и исследователи должны учитывать при привлечении людей к участию в исследованиях. Заявление об исследованиях в области генной терапии, инициированное Организацией по геному человека (HUGO) в 2001 году, служит правовой основой для всех стран. Документ HUGO подчеркивает свободу человека и соблюдение прав человека, а также предлагает рекомендации по соматической генной терапии, включая важность учета общественного мнения относительно подобных исследований.

Соединенные Штаты

Никакое федеральное законодательство не устанавливает протоколов или ограничений в отношении генной инженерии человека. Эта область регулируется пересекающимися нормами местных и федеральных органов, включая Департамент здравоохранения и социальных служб, FDA и Консультативный комитет NIH по рекомбинантной ДНК. Исследователи, претендующие на федеральное финансирование для заявки на исследование нового лекарственного препарата (что обычно относится к соматической генной инженерии человека), должны соблюдать международные и федеральные руководящие принципы защиты прав человека. NIH выступает в качестве основного регулятора генной терапии для исследований, финансируемых федеральным правительством. Исследования, финансируемые из частных источников, рекомендуется проводить в соответствии с этими нормами. NIH предоставляет финансирование для исследований, разрабатывающих или совершенствующих методы генной инженерии, а также для оценки этических аспектов и качества текущих исследований. NIH ведет обязательный реестр протоколов исследований в области генной инженерии человека, включающий все проекты, финансируемые федеральным правительством. Консультативный комитет NIH опубликовал ряд рекомендаций по манипулированию генами. В этих рекомендациях рассматриваются вопросы безопасности в лаборатории, а также испытания на людях и различные типы экспериментов, связанные с генетическими изменениями. Несколько разделов посвящены конкретно генной инженерии человека, включая раздел III C 1. В этом разделе описываются необходимые процедуры рассмотрения и другие аспекты, которые необходимо учитывать при получении разрешения на начало клинических исследований, связанных с передачей генов человеку. Протокол клинического исследования генной терапии должен быть одобрен Консультативным комитетом NIH по рекомбинантной ДНК до начала любого клинического исследования; это отличается от любого другого типа клинических испытаний.

Генный допинг

Спортсмены могут прибегать к технологиям генной терапии для повышения своих спортивных результатов. Случаев генного допинга пока не зафиксировано, однако некоторые методы генной терапии могут оказывать подобный эффект. Кайзер и соавторы утверждают, что генный допинг мог бы обеспечить равные условия, если бы все спортсмены имели к нему равный доступ. Критики же считают, что любое терапевтическое вмешательство, направленное не на лечение, а на улучшение показателей, подрывает этические принципы медицины и спорта.

Генетическое улучшение

Генетическая инженерия может быть использована для лечения заболеваний, но также и для изменения внешности, метаболизма и даже для улучшения физических способностей и умственных функций, таких как память и интеллект. Этические аргументы, касающиеся редактирования зародышевой линии, включают убеждения о том, что каждый эмбрион имеет право оставаться генетически немодифицированным, что родители обладают правом генетически изменять свое потомство, и что каждый ребенок имеет право родиться свободным от предотвратимых заболеваний. Для родителей генетическая инженерия может рассматриваться как еще один способ улучшения ребенка, к которому можно добавить диету, физические упражнения, образование, обучение, косметические процедуры и пластическую хирургию. Другой теоретик утверждает, что моральные опасения ограничивают, но не запрещают редактирование зародышевой линии. В 2020 году журнал Bioethics был посвящен моральным вопросам, связанным с редактированием генетической информации в зародышевой линии у людей. Возможные варианты регулирования включают полный запрет, всеобщий доступ или профессиональное саморегулирование. Совет по этическим и юридическим вопросам Американской медицинской ассоциации заявил, что "генетические вмешательства для улучшения признаков должны рассматриваться как допустимые только в строго ограниченных случаях: (1) четкие и значимые преимущества для эмбриона или ребенка; (2) отсутствие компромисса с другими характеристиками или признаками; и (3) равный доступ к генетическим технологиям, независимо от дохода или других социально-экономических факторов". Еще в 1990 году, на ранних этапах развития биотехнологии, некоторые ученые выступали против попыток модифицировать человеческую зародышевую линию с использованием этих новых инструментов, и эти опасения сохраняются по мере развития технологий. С появлением новых методов, таких как CRISPR, в марте 2015 года группа ученых призвала к всемирному мораторию на клиническое применение технологий редактирования генов для изменения генома человека таким образом, чтобы эти изменения могли быть унаследованы. Комитет Национальной академии наук и Национальной академии медицины США выразил осторожную поддержку редактированию генома человека в 2017 году, после того как будут найдены решения проблем безопасности и эффективности, "но только при серьезных заболеваниях и под строгим контролем".

Genetic engineering could be used to cure diseases, but also to change physical appearance, metabolism, and even improve physical capabilities and mental faculties such as memory and intelligence. Ethical claims about germline engineering include beliefs that every fetus has a right to remain genetically unmodified, that parents hold the right to genetically modify their offspring, and that every child has the right to be born free of preventable diseases. For parents, genetic engineering could be seen as another child enhancement technique to add to diet, exercise, education, training, cosmetics, and plastic surgery. Another theorist claims that moral concerns limit but do not prohibit germline engineering. A 2020 issue of the journal Bioethics was devoted to moral issues surrounding germline genetic engineering in people. Possible regulatory schemes include a complete ban, provision to everyone, or professional self regulation. The American Medical Association's Council on Ethical and Judicial Affairs stated that "genetic interventions to enhance traits should be considered permissible only in severely restricted situations: (1) clear and meaningful benefits to the fetus or child; (2) no trade off with other characteristics or traits; and (3) equal access to the genetic technology, irrespective of income or other socioeconomic characteristics." As early in the history of biotechnology as 1990, there have been scientists opposed to attempts to modify the human germline using these new tools, and such concerns have continued as technology progressed. With the advent of new techniques like CRISPR, in March 2015 a group of scientists urged a worldwide moratorium on clinical use of gene editing technologies to edit the human genome in a way that can be inherited. A committee of the American National Academy of Sciences and National Academy of Medicine gave qualified support to human genome editing in 2017 once answers have been found to safety and efficiency problems "but only for serious conditions under stringent oversight."

1970-е и ранее

В 1972 году Фридман и Роблин опубликовали статью в журнале Science под названием "Генная терапия для лечения генетических заболеваний человека?". Роджерс (1970) был упомянут за предложение использовать экзогенную нормальную ДНК для замены дефектной ДНК у людей с генетическими дефектами.

1980-е годы

В 1984 году была разработана ретровирусная векторная система, способная эффективно встраивать чужеродные гены в хромосомы млекопитающих.

1990-е годы

Первое одобренное клиническое исследование генной терапии в США состоялось 14 сентября 1990 года в Национальном институте здравоохранения (NIH) под руководством Уильяма Френча Андерсона. Четырехлетняя Ашанти ДеСильва получила лечение от генетического дефекта, вызвавшего у нее дефицит аденозиндеаминазы (ADA SCID) – тяжелый иммунодефицит. Дефектный ген клеток крови пациентки был заменен функциональным вариантом. Иммунная система Ашанти была частично восстановлена терапией. Производство недостающего фермента было временно стимулировано, но новые клетки с функциональными генами не образовались. Она вела нормальную жизнь только благодаря регулярным инъекциям, проводимым каждые два месяца. Эффект был успешным, но временным. Генная терапия рака была внедрена в 1992/93 годах (Trojan et al. 1993). Лечение глиобластомы мультиформы – злокачественной опухоли головного мозга с неизменно летальным исходом – проводилось с использованием вектора, экспрессирующего антисмысловую ИФР-I РНК (клиническое исследование, одобренное протоколом NIH №1602 24 ноября 1993 года и FDA в 1994 году). Эта терапия также ознаменовала начало иммуногенной терапии рака – лечения, эффективность которого обусловлена противоопухолевым механизмом IGF I антисенса, связанным с выраженными иммунными и апоптотическими явлениями. В 1992 году Клаудио Бординьон, работавший в Университете Vita Salute San Raffaele, выполнил первую процедуру генной терапии с использованием гематопоэтических стволовых клеток в качестве векторов для доставки генов, предназначенных для коррекции наследственных заболеваний. В 2002 году эта работа привела к публикации первого успешного метода генной терапии для лечения ADA SCID. Успех многоцентрового исследования по лечению детей с СКИД (тяжелым комбинированным иммунодефицитом или "болезнью мальчика-пузыря") в 2000 и 2002 годах был поставлен под сомнение, когда у двух из десяти детей, получавших лечение в парижском центре исследования, развилось состояние, напоминающее лейкемию. Клинические испытания были временно приостановлены в 2002 году, но возобновлены после регуляторного пересмотра протокола в США, Великобритании, Франции, Италии и Германии. В 1993 году Эндрю Гобеа родился с СКИД после пренатального генетического скрининга. Сразу после рождения у его матери была взята кровь из плаценты и пуповины для получения стволовых клеток. Аллель, кодирующий аденозиндеаминазу (ADA), был выделен и вставлен в ретровирус. Ретровирусы и стволовые клетки смешивались, после чего вирусы встраивали ген в хромосомы стволовых клеток. Стволовые клетки, содержащие рабочий ген ADA, были введены в кровь Эндрю. Еженедельно также проводились инъекции фермента ADA. В течение четырех лет Т-клетки (белые кровяные клетки), производимые стволовыми клетками, синтезировали фермент ADA с помощью гена ADA. По истечении четырех лет потребовалось дополнительное лечение. В 1996 году Луиджи Нальдини и Дидье Троно разработали новый класс генотерапевтических векторов на основе ВИЧ, способных инфицировать неделящиеся клетки, которые с тех пор широко используются в клинической практике и научных исследованиях, положив начало использованию лентивирусных векторов в генной терапии. Смерть Джесси Гелсингера в 1999 году затормозила исследования генной терапии в США. В результате FDA приостановило несколько клинических испытаний до переоценки этических и процедурных норм.

The first approved gene therapy clinical research in the US took place on 14 September 1990, at the National Institutes of Health (NIH), under the direction of William French Anderson. Four year old Ashanti DeSilva received treatment for a genetic defect that left her with adenosine deaminase deficiency (ADA SCID), a severe immune system deficiency. The defective gene of the patient's blood cells was replaced by the functional variant. Ashanti's immune system was partially restored by the therapy. Production of the missing enzyme was temporarily stimulated, but the new cells with functional genes were not generated. She led a normal life only with the regular injections performed every two months. The effects were successful, but temporary. Cancer gene therapy was introduced in 1992/93 (Trojan et al. 1993). The treatment of glioblastoma multiforme, the malignant brain tumor whose outcome is always fatal, was done using a vector expressing antisense IGF I RNA (clinical trial approved by NIH protocol no.1602 24 November 1993, and by the FDA in 1994). This therapy also represents the beginning of cancer immunogene therapy, a treatment which proves to be effective due to the anti tumor mechanism of IGF I antisense, which is related to strong immune and apoptotic phenomena. In 1992, Claudio Bordignon, working at the Vita Salute San Raffaele University, performed the first gene therapy procedure using hematopoietic stem cells as vectors to deliver genes intended to correct hereditary diseases. In 2002, this work led to the publication of the first successful gene therapy treatment for ADA SCID. The success of a multi center trial for treating children with SCID (severe combined immune deficiency or "bubble boy" disease) from 2000 and 2002, was questioned when two of the ten children treated at the trial's Paris center developed a leukemia like condition. Clinical trials were halted temporarily in 2002, but resumed after regulatory review of the protocol in the US, the United Kingdom, France, Italy, and Germany. In 1993, Andrew Gobea was born with SCID following prenatal genetic screening. Blood was removed from his mother's placenta and umbilical cord immediately after birth, to acquire stem cells. The allele that codes for adenosine deaminase (ADA) was obtained and inserted into a retrovirus. Retroviruses and stem cells were mixed, after which the viruses inserted the gene into the stem cell chromosomes. Stem cells containing the working ADA gene were injected into Andrew's blood. Injections of the ADA enzyme were also given weekly. For four years T cells (white blood cells), produced by stem cells, made ADA enzymes using the ADA gene. After four years more treatment was needed. In 1996, Luigi Naldini and Didier Trono developed a new class of gene therapy vectors based on HIV capable of infecting non dividing cells that have since then been widely used in clinical and research settings, pioneering lentivirals vector in gene therapy. Jesse Gelsinger's death in 1999 impeded gene therapy research in the US. As a result, the FDA suspended several clinical trials pending the reevaluation of ethical and procedural practices.

2000-е годы

Стратегия модифицированной генной терапии антисмысловой ИФР-I РНК (NIH n˚ 1602). Мыши, у которых по существу тот же дефект, что и у людей, использовали вирусный вектор для стимуляции выработки гемоглобина плода (HbF), выработка которого обычно прекращается вскоре после рождения. У людей применение гидроксимочевины для стимуляции выработки HbF временно облегчает симптомы серповидноклеточной анемии. Исследователи показали, что данное лечение является более постоянным способом увеличения терапевтической выработки HbF. Новый подход к генной терапии исправляет ошибки в мРНК, происходящей из дефектных генов. Этот метод обладает потенциалом для лечения талассемии, муковисцидоза и некоторых видов рака. Исследователи создали липосомы размером 25 нанометров, способные доставлять терапевтическую ДНК через поры в ядерной мембране.

2003 год

В 2003 году исследовательская группа впервые вставила гены в мозг. Они использовали липосомы, покрытые полимером, называемым полиэтиленгликолем, который, в отличие от вирусных векторов, достаточно мал, чтобы преодолеть гематоэнцефалический барьер. Клетки используют короткие фрагменты двухцепочечной РНК (малые интерферирующие РНК или сиРНК) для деградации РНК определенной последовательности. Если сиРНК разработана для соответствия РНК, скопированной из дефектного гена, то аномальный белковый продукт этого гена не будет производиться. Гендицин – это генная терапия рака, которая доставляет ген-супрессор опухоли p53 с использованием модифицированного аденовируса. В 2003 году препарат был одобрен в Китае для лечения плоскоклеточного рака головы и шеи. В мае команда исследователей сообщила о способе предотвращения отторжения нового гена иммунной системой. Подобно трансплантации органов, генная терапия долгое время страдала от этой проблемы. Иммунная система обычно распознает новый ген как чужеродный и отбрасывает клетки, несущие его. В исследовании была использована недавно обнаруженная сеть генов, регулируемых молекулами, известными как микроРНК. Эта естественная функция избирательно маскировала их терапевтический ген в клетках иммунной системы и защищала его от обнаружения. Мыши, инфицированные геном, содержащим последовательность-мишень микроРНК иммунной клетки, не отторгали ген. В августе ученые успешно вылечили метастатическую меланому у двух пациентов, используя киллерные Т-клетки, генетически перенаправленные для атаки на раковые клетки. В ноябре исследователи сообщили об использовании VRX496, генной иммунотерапии для лечения ВИЧ, которая использует линтевирусный вектор для доставки антисенсного гена против оболочки ВИЧ. В клиническом исследовании I фазы были проанализированы результаты лечения пяти пациентов с хронической ВИЧ-инфекцией, не ответивших на по крайней мере два режима антиретровирусной терапии. Однократная внутривенная инфузия аутологичных CD4 Т-клеток, генетически модифицированных VRX496, была хорошо перенесена. У всех пациентов вирусная нагрузка была стабильной или снизилась; у четырех из пяти пациентов количество CD4 Т-клеток было стабильным или увеличилось. У всех пяти пациентов наблюдался стабильный или повышенный иммунный ответ на антигены ВИЧ и другие патогены. Это была первая оценка линтевирусного вектора, примененного в клиническом исследовании на людях в США.

In 2003, a research team inserted genes into the brain for the first time. They used liposomes coated in a polymer called polyethylene glycol, which unlike viral vectors, are small enough to cross the blood–brain barrier. Short pieces of double stranded RNA (short, interfering RNAs or siRNAs) are used by cells to degrade RNA of a particular sequence. If a siRNA is designed to match the RNA copied from a faulty gene, then the abnormal protein product of that gene will not be produced. Gendicine is a cancer gene therapy that delivers the tumor suppressor gene p53 using an engineered adenovirus. In 2003, it was approved in China for the treatment of head and neck squamous cell carcinoma. In May, a team reported a way to prevent the immune system from rejecting a newly delivered gene. Similar to organ transplantation, gene therapy has been plagued by this problem. The immune system normally recognizes the new gene as foreign and rejects the cells carrying it. The research utilized a newly uncovered network of genes regulated by molecules known as microRNAs. This natural function selectively obscured their therapeutic gene in immune system cells and protected it from discovery. Mice infected with the gene containing an immune cell microRNA target sequence did not reject the gene. In August, scientists successfully treated metastatic melanoma in two patients using killer T cells genetically retargeted to attack the cancer cells. In November, researchers reported on the use of VRX496, a gene based immunotherapy for the treatment of HIV that uses a lentiviral vector to deliver an antisense gene against the HIV envelope. In a phase I clinical trial, five subjects with chronic HIV infection who had failed to respond to at least two antiretroviral regimens were treated. A single intravenous infusion of autologous CD4 T cells genetically modified with VRX496 was well tolerated. All patients had stable or decreased viral load; four of the five patients had stable or increased CD4 T cell counts. All five patients had stable or increased immune response to HIV antigens and other pathogens. This was the first evaluation of a lentiviral vector administered in a US human clinical trial.

2007 год

В мае исследователи объявили о начале первого клинического испытания генной терапии при наследственных заболеваниях сетчатки. Первая операция была проведена над 23-летним британцем Робертом Джонсоном в начале 2007 года.

2008 год

Врожденный амавроз Лебера – наследственное заболевание, приводящее к слепоте, вызванное мутациями в гене RPE65. Результаты небольшого клинического исследования, проведенного на детях, были опубликованы в апреле.

2009 год

В сентябре исследователи смогли обеспечить трихроматическое зрение обезьянам-белкам. В ноябре 2009 года исследователи остановили развитие смертельного генетического расстройства, называемого адренолейкодистрофией, у двух детей, используя линтивирусный вектор для доставки рабочей версии гена ABCD1, мутация в котором вызывает это заболевание.

2010 год

В апрельской статье сообщалось, что генная терапия скорректировала ахроматопсию (цветовую слепоту) у собак, воздействуя на конусовые фоторецепторы. Функция конусов и дневное зрение были восстановлены как минимум на 33 месяца у двух молодых особей. Эффективность терапии была ниже у пожилых собак. В сентябре было объявлено об успешном лечении 18-летнего мужчины во Франции, страдающего бета-талассемией майора. Бета-талассемия майора – это наследственное заболевание крови, при котором отсутствует бета-гемоглобин, и пациенты нуждаются в регулярных пожизненных переливаниях крови. В данной методике использовался лентивирусный вектор для трансдукции гена β-глобина человека в очищенные клетки крови и костного мозга, полученные у пациента в июне 2007 года. Уровень гемоглобина пациента оставался стабильным на уровне 9–10 г/дл. Около трети гемоглобина составляла форма, введенная с помощью вирусного вектора, и необходимость в переливании крови отпала. Планировались дальнейшие клинические испытания. Трансплантация костного мозга – единственный способ излечения талассемии, однако 75% пациентов не могут найти подходящего донора.

2011 год

В 2007 и 2008 годах мужчина (Тимоти Рэй Браун) был излечен от ВИЧ посредством повторной трансплантации гемопоэтических стволовых клеток (см. также аллогенная трансплантация стволовых клеток, аллогенная трансплантация костного мозга, аллотрансплантация) с двойной дельта-32-мутацией, блокирующей рецептор CCR5. Это излечение было признано медицинским сообществом в 2011 году. Для этого потребовалась полная абляция существующего костного мозга, что является крайне истощающим процессом. В августе было подтверждено излечение от хронического лимфоцитарного лейкоза (ХЛЛ) у двух из трех участников пилотного исследования. В терапии использовались генетически модифицированные Т-клетки для атаки клеток, экспрессирующих белок CD19, с целью борьбы с заболеванием. В 2013 году исследователи сообщили, что у 26 из 59 пациентов достигнута полная ремиссия, а исходный пациент оставался без признаков опухоли. Терапия плазмидной ДНК HGF человека, направленная на кардиомиоциты, изучается как потенциальное средство лечения ишемической болезни сердца, а также для лечения повреждений сердца после инфаркта миокарда. В 2011 году Neovasculgen был зарегистрирован в России как первый в своем классе препарат генной терапии для лечения заболеваний периферических артерий, включая критическую ишемию конечностей; он доставляет ген, кодирующий VEGF.

2012 год

FDA одобрило клинические испытания фазы I на пациентах с тяжелой талассемией в США для 10 участников в июле. Ожидалось, что исследование продлится до 2015 года. Рекомендация была одобрена Европейской комиссией в ноябре 2012 года, а коммерческий выпуск начался в конце 2014 года. Ожидалось, что стоимость Alipogene tiparvovec в 2012 году составит около 1,6 миллиона долларов США, а в 2015 году – 1 миллион долларов США, что сделало его самым дорогим лекарством в мире на тот момент. По состоянию на 2016 год препарат получали только пациенты, участвовавшие в клинических испытаниях, и один пациент, оплативший полную стоимость лечения. В декабре 2012 года сообщалось, что у 10 из 13 пациентов с множественной миеломой наблюдалась ремиссия "или состояние, близкое к ней" через три месяца после инъекции препарата, содержащего генетически модифицированные Т-клетки, нацеленные на белки NY ESO 1 и LAGE 1, которые присутствуют только на раковых клетках миеломы. После обнадеживающих результатов испытаний фазы I в апреле исследователи объявили о начале клинических испытаний фазы II (под названиями CUPID2 и SERCA LVAD) на 250 пациентах в нескольких больницах для борьбы с сердечными заболеваниями. Терапия была разработана для повышения уровня SERCA2, белка в сердечной мышце, улучшая ее функцию. Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (FDA) присвоило ей статус препарата, ускоряющего процесс разработки и одобрения. В 2016 году сообщалось, что в исследовании CUPID 2 не было выявлено улучшений. В июле исследователи сообщили об обнадеживающих результатах лечения шести детей с двумя тяжелыми наследственными заболеваниями с использованием частично инактивированного лентивируса для замены дефектного гена, спустя 7–32 месяца после терапии. У троих детей была метахроматическая лейкодистрофия, вызывающая потерю когнитивных и двигательных навыков. У остальных детей был синдром Вискотта-Олдриха, делающий их восприимчивыми к инфекциям, аутоиммунным заболеваниям и раку. Последующие исследования с применением генной терапии на шести других детях с синдромом Вискотта-Олдриха также показали многообещающие результаты. В октябре исследователи сообщили, что два ребенка, родившихся с тяжелым комбинированным иммунодефицитом аденозиндезаминазы (ADA SCID), были пролечены генетически модифицированными стволовыми клетками 18 месяцев назад, и их иммунная система демонстрировала признаки полного восстановления. Еще трое детей прогрессировали в лечении. У детей с ADA SCID отсутствует функционирующая иммунная система, поэтому их иногда называют "детьми-пузырями". Также в октябре исследователи сообщили, что в начале 2011 года они лечили шестерых пациентов с гемофилией с использованием аденоассоциированного вируса. Спустя более двух лет у всех шести пациентов наблюдалась выработка фактора свертывания крови.

The FDA approved Phase I clinical trials on thalassemia major patients in the US for 10 participants in July. The study was expected to continue until 2015. The recommendation was endorsed by the European Commission in November 2012, and commercial rollout began in late 2014. Alipogene tiparvovec was expected to cost around $1.6 million per treatment in 2012, revised to $1 million in 2015, making it the most expensive medicine in the world at the time. as of 2016, only the patients treated in clinical trials and a patient who paid the full price for treatment have received the drug. In December 2012, it was reported that 10 of 13 patients with multiple myeloma were in remission "or very close to it" three months after being injected with a treatment involving genetically engineered T cells to target proteins NY ESO 1 and LAGE 1, which exist only on cancerous myeloma cells. Following encouraging Phase I trials, in April, researchers announced they were starting Phase II clinical trials (called CUPID2 and SERCA LVAD) on 250 patients at several hospitals to combat heart disease. The therapy was designed to increase the levels of SERCA2, a protein in heart muscles, improving muscle function. The U. S. Food and Drug Administration (FDA) granted this a breakthrough therapy designation to accelerate the trial and approval process. In 2016, it was reported that no improvement was found from the CUPID 2 trial. In July researchers reported promising results for six children with two severe hereditary diseases had been treated with a partially deactivated lentivirus to replace a faulty gene and after 7–32 months. Three of the children had metachromatic leukodystrophy, which causes children to lose cognitive and motor skills. The other children had Wiskott–Aldrich syndrome, which leaves them to open to infection, autoimmune diseases, and cancer. Follow up trials with gene therapy on another six children with Wiskott–Aldrich syndrome were also reported as promising. In October researchers reported that two children born with adenosine deaminase severe combined immunodeficiency disease (ADA SCID) had been treated with genetically engineered stem cells 18 months previously and that their immune systems were showing signs of full recovery. Another three children were making progress. ADA SCID children have no functioning immune system and are sometimes known as "bubble children". Also in October researchers reported that they had treated six people with haemophilia in early 2011 using an adeno associated virus. Over two years later all six were producing clotting factor.

2014 год

В январе исследователи сообщили, что шесть пациентов с хориоидемией были пролечены с помощью аденоассоциированного вируса, несущего копию REP1. В течение шести месяцев – двух лет у всех наблюдалось улучшение зрения. К 2016 году 32 пациента получили лечение с положительными результатами, и исследователи выражали надежду на длительный эффект терапии. Клинические испытания генной терапии серповидноклеточной анемии начались в 2014 году. В феврале LentiGlobin BB305, генная терапия, находящаяся на стадии клинических испытаний для лечения бета-талассемии, получила статус "прорывной терапии" от FDA после того, как нескольким пациентам удалось избежать частых переливаний крови, обычно необходимых для лечения этого заболевания. В марте исследователи ввели рекомбинантный ген, кодирующий широко нейтрализующее антитело, обезьянам, инфицированным вирусом иммунодефицита обезьян (SIV); клетки обезьян начали производить антитело, которое избавило их от вируса. Эта методика получила название иммунопрофилактики посредством генной трансферной терапии (IGT). Велись исследования на животных для разработки антител к вирусу Эбола, малярии, гриппу и гепатиту. В марте ученые, включая одного из изобретателей CRISPR, Дженнифер Дудну, призвали к всемирному мораторию на генную терапию зародышевой линии, заявив, что "ученые должны избегать даже попыток модификации генома зародышевой линии для клинического применения у людей, особенно в странах с недостаточным регулированием", до тех пор, пока все последствия "не будут всесторонне обсуждены в научных и государственных организациях". В декабре ученые из ведущих мировых академий призвали к мораторию на редактирование наследственного генома человека, включая технологии CRISPR-Cas9, но подчеркнули, что фундаментальные исследования, в том числе редактирование генома эмбриона, должны продолжаться.

2015 год

Исследователи успешно вылечили мальчика с буллёзным эпидермолизом, используя кожные трансплантаты, выращенные из его собственных клеток кожи, генетически модифицированные для исправления мутации, вызвавшей его заболевание. В ноябре исследователи объявили об успешном лечении девочки Лейлы Ричардс экспериментальным методом с использованием донорских Т-клеток, генетически сконструированных с помощью TALEN для атаки раковых клеток. Спустя год после лечения она оставалась свободна от рака (высокоагрессивной формы острого лимфобластного лейкоза [ОЛЛ]). У детей с высокоагрессивным ОЛЛ обычно очень неблагоприятный прогноз, а заболевание Лейлы до начала лечения считалось неизлечимым.

2016 год

В апреле Комитет по лекарственным средствам для человека Европейского агентства по лекарственным средствам одобрил генную терапию Strimvelis, а в июне Европейская комиссия утвердила ее. Она предназначена для лечения детей, рожденных с дефицитом аденозиндеаминазы и не имеющих функционирующей иммунной системы. Это была вторая генная терапия, одобренная в Европе. В октябре китайские ученые сообщили о начале клинического испытания по генетической модификации Т-клеток у 10 взрослых пациентов с раком легких с последующим возвращением модифицированных Т-клеток в организм для атаки на раковые клетки. С помощью CRISPR Cas9 из Т-клеток был удален белок PD-1 (который подавляет или замедляет иммунный ответ). Систематический обзор Кокрана 2016 года, основанный на данных четырех исследований по локальной генной терапии трансмембранного регулятора муковисцидоза (CFTR), не поддерживает ее клиническое применение в виде ингаляционного спрея для лечения пациентов с муковисцидозом и инфекциями легких. Одно из четырех исследований выявило слабые доказательства того, что генная терапия CFTR на основе липосом может привести к незначительному улучшению функции дыхания у людей с муковисцидозом. Этих слабых доказательств недостаточно для выработки клинических рекомендаций по рутинному применению генной терапии CFTR.

2017 год

В феврале Kite Pharma объявила о результатах клинического испытания CAR T-клеток на группе из около ста человек с распространенной неходжкинской лимфомой. В марте французские ученые представили результаты клинических исследований генной терапии для лечения серповидноклеточной анемии. В августе FDA одобрило тисагенлеклеуцел для лечения острой лимфобластной лейкемии. Тисагенлеклеуцел – это терапия, основанная на трансфере адаптированных клеток, для лечения острой лимфобластной лейкемии B-клеток; Т-клетки извлекаются у пациента с раком, генетически модифицируются для создания специфического Т-клеточного рецептора (химерного Т-клеточного рецептора, или "CAR T"), который реагирует на раковые клетки, и затем возвращаются пациенту. Т-клетки разработаны для нацеливания на белок CD19, который часто встречается на B-клетках. Это первая генная терапия, одобренная в Соединенных Штатах. В октябре аналогичная терапия под названием аксикабтаген цилолейцел была одобрена для лечения неходжкинской лимфомы. В октябре биофизик и биохакер Джозиа Зайнер заявил о проведении первого в мире редактирования генома человека in vivo в форме самовводимой терапии. 13 ноября медицинские ученые, работающие с компанией Sangamo Therapeutics, со штаб-квартирой в Ричмонде, штат Калифорния, объявили о первой в истории терапии редактирования генов человека внутри организма. Лечение, предназначенное для постоянной доставки здоровой версии дефектного гена, вызывающего синдром Хантера, было применено к 44-летнему Брайану Мадеу и является частью первого в мире исследования по постоянному редактированию ДНК внутри человеческого тела. Успех внедрения гена был впоследствии подтвержден. Клинические испытания Sangamo, включающие редактирование генов с использованием нуклеазы цинковых пальцев (ZFN), продолжаются. В декабре были опубликованы результаты использования аденоассоциированного вируса с фактором VIII свертывания крови для лечения девяти пациентов с гемофилией А. У шести из семи пациентов, получавших высокие дозы, уровень фактора VIII свертывания крови повысился до нормального уровня. Низкие и средние дозы не оказали влияния на уровень свертываемости крови у пациентов. В декабре FDA одобрило Luxturna, первую генную терапию in vivo, для лечения слепоты, вызванной врожденным амаврозом Лебера. Цена этого лечения составляет за оба глаза.

In February Kite Pharma announced results from a clinical trial of CAR T cells in around a hundred people with advanced non Hodgkin lymphoma. In March, French scientists reported on clinical research of gene therapy to treat sickle cell disease. In August, the FDA approved tisagenlecleucel for acute lymphoblastic leukemia. Tisagenlecleucel is an adoptive cell transfer therapy for B cell acute lymphoblastic leukemia; T cells from a person with cancer are removed, genetically engineered to make a specific T cell receptor (a chimeric T cell receptor, or "CAR T") that reacts to the cancer, and are administered back to the person. The T cells are engineered to target a protein called CD19 that is common on B cells. This is the first form of gene therapy to be approved in the United States. In October, a similar therapy called axicabtagene ciloleucel was approved for non Hodgkin lymphoma. In October, biophysicist and biohacker Josiah Zayner claimed to have performed the very first in vivo human genome editing in the form of a self administered therapy. On 13 November, medical scientists working with Sangamo Therapeutics, headquartered in Richmond, California, announced the first ever in body human gene editing therapy. The treatment, designed to permanently insert a healthy version of the flawed gene that causes Hunter syndrome, was given to 44 year old Brian Madeux and is part of the world's first study to permanently edit DNA inside the human body. The success of the gene insertion was later confirmed. Clinical trials by Sangamo involving gene editing using zinc finger nuclease (ZFN) are ongoing. In December the results of using an adeno associated virus with blood clotting factor VIII to treat nine haemophilia A patients were published. Six of the seven patients on the high dose regime increased the level of the blood clotting VIII to normal levels. The low and medium dose regimes had no effect on the patient's blood clotting levels. In December, the FDA approved Luxturna, the first in vivo gene therapy, for the treatment of blindness due to Leber's congenital amaurosis. The price of this treatment is for both eyes.

2019 год

В мае FDA одобрило onasemnogene abeparvovec (Zolgensma) для лечения спинальной мышечной атрофии у детей в возрасте до двух лет. Цена Zolgensma составила за дозу, что сделало его самым дорогим лекарственным препаратом в истории. В мае EMA одобрило betibeglogene autotemcel (Zynteglo) для лечения бета-талассемии у людей в возрасте двенадцати лет и старше. В июле компании Allergan и Editas Medicine объявили о начале клинического исследования I/II фазы препарата AGN 151587 для лечения врожденного амавроза Лебера 10 типа. Это первое исследование терапии редактирования генов человека in vivo на основе CRISPR, при котором редактирование происходит непосредственно в организме человека. Первая инъекция системы CRISPR-Cas была подтверждена в марте 2020 года.

2020 год

В мае Европейский Союз одобрил препарат onasemnogene abeparvovec (Zolgensma) для лечения спинальной мышечной атрофии у людей, у которых либо проявляются клинические симптомы СМА 1 типа, либо имеется не более трех копий гена SMN2, независимо от массы тела или возраста. В августе Audentes Therapeutics сообщила, что трое из 17 детей с миотобулярной миопатией, связанной с Х-хромосомой, участвовавших в клиническом исследовании генной терапии на основе AAV8 AT132, скончались. Предполагается, что лечение, дозировка которого рассчитывается исходя из массы тела, оказывает непропорционально токсическое воздействие на пациентов с большим весом, поскольку все трое умерших пациентов весили больше, чем остальные. Клиническое исследование приостановлено. 15 октября Комитет по лекарственным средствам для медицинского применения (CHMP) Европейского агентства лекарственных средств (EMA) принял положительное заключение, рекомендовав выдать разрешение на маркетинг препарата Libmeldy (автологичная популяция клеток, обогащенная CD34+, содержащая гематопоэтические стволовые и прогениторные клетки, трансдуцированные ex vivo с использованием лентивирусного вектора, кодирующего ген человеческой арилсульфатазы А), генной терапии для лечения детей с "поздней инфантильной" (LI) или "ранней ювенильной" (EJ) формами метахроматической лейкодистрофии (MLD). Активное вещество Libmeldy состоит из собственных стволовых клеток ребенка, модифицированных для обеспечения наличия рабочих копий гена ARSA. Препарат Libmeldy был одобрен для медицинского применения в ЕС в декабре 2020 года. 15 октября французская биотехнологическая компания Lysogene сообщила о смерти пациента, получившего LYS SAF302, экспериментальную генную терапию для лечения мукополисахаридоза IIIA типа (синдрома Санфилиппо А типа).

В 2021 году

В мае был сообщен о новом методе, использующем модифицированную версию ВИЧ в качестве лентивирусного вектора для лечения 50 детей с ADA SCID, у 48 из которых были получены положительные результаты. Ожидается, что этот метод будет безопаснее, чем ретровирусные векторы, обычно используемые в предыдущих исследованиях SCID, где часто наблюдалось развитие лейкемии. Он уже применялся в 2019 году, но в меньшей группе пациентов с X SCID. В июне клиническое исследование на шести пациентах с транстиретиновым амилоидозом показало снижение концентрации неправильно свернутого белка транстиретина (TTR) в сыворотке крови благодаря инактивации гена TTR в клетках печени с использованием CRISPR. Среднее снижение составило 52% и 87% в группах с низкой и высокой дозами соответственно. Это было выполнено in vivo, без извлечения клеток из организма пациента для редактирования и последующего возвращения. В июле были опубликованы результаты небольшого исследования I фазы генной терапии, в котором отмечалось восстановление уровня дофамина у семи пациентов в возрасте от 4 до 9 лет, страдающих дефицитом ароматической L-аминокислотной декарбоксилазы (дефицитом AADC).

В 2022 году

В феврале была объявлена первая в истории генная терапия для болезни Тайсакса, использующая аденоассоциированный вирус для доставки корректной инструкции к гену HEXA в клетки мозга, вызывающему заболевание. В клиническом исследовании по состраданию участвовали только двое детей, у которых наблюдалось улучшение по сравнению с естественным течением болезни, и не было зарегистрировано нежелательных явлений, связанных с вектором. В мае Европейская комиссия рекомендовала к одобрению препарат eladocagene exuparvovec. В июле были опубликованы результаты исследования генной терапии FLT180 для гемофилии B, которая работает посредством аденоассоциированного вируса (ААВ) для восстановления белка фактора свертывания IX (FIX). Нормальные уровни белка наблюдались при низких дозах терапии, однако потребовалась иммуносупрессия для снижения риска иммунных реакций, связанных с вектором. В декабре 13-летняя девочка с диагнозом острый Т-клеточный лимфобластный лейкоз была успешно пролечена в больнице Great Ormond Street Hospital (GOSH) в рамках первого задокументированного применения терапевтического редактирования генов для этой цели после шести месяцев экспериментального лечения, когда все другие методы оказались неэффективными. Процедура включала перепрограммирование здоровой Т-клетки для уничтожения раковых Т-клеток, что позволило избавить ее от лейкоза, а затем восстановить иммунную систему с помощью здоровых иммунных клеток. Команда GOSH использовала BASE-редактирование и ранее в 2015 году успешно применила TALENs для лечения случая острой лимфобластной лейкозии. В июне FDA предоставило ускоренное одобрение препарату Elevidys для лечения мышечной дистрофии Дюшенна (DMD) только для мальчиков в возрасте от 4 до 5 лет, поскольку они с большей вероятностью получат пользу от терапии, заключающейся в однократной внутривенной инфузии вируса (вектор AAV rh74), который доставляет в мышечные клетки функционирующий ген микродистрофина (138 кДа) для замены нормального дистрофина (427 кДа), мутации в котором вызывают это заболевание.