CRISPR基因編輯技術的出現和應用，為遺傳疾病的治療帶來了前所未有的希望，近幾年，我們也看到了CRISPR基因編輯在罕見遺傳病、癌癥、心血管疾病中的臨床進展，讓許多面臨罕見疾病和毀滅性疾病的家庭燃起希望。
2022年10月，一位名叫 Terry Horgan 的27歲杜氏肌營養不良癥（DMD）患者在接受重組腺相關病毒9型（rAAV9）載體遞送的CRISPR基因編輯治療后不幸去世。
Terry Horgan和他的家人，圖片來自Cure Rare Disease
2023年9月28日，麻省大學醫學院和耶魯大學的研究人員在《新英格蘭醫學雜志》（NEJM）上發表了題為：Death after High-Dose rAAV9 Gene Therapy in a Patient with Duchenne’s Muscular Dystrophy 的研究論文。
Terry Horgan 在接受治療后第6天出現急性失代償性心衰并持續心臟驟停，并在2天后死亡。研究團隊對他的死亡原因進行了深入分析，尸檢結果顯示了嚴重的急性呼吸窘迫綜合征（ARDS）伴彌漫性肺泡損傷，肝臟中轉基因的表達極少，器官中沒有AAV9抗體或效應T細胞反應的證據。這些結果表明，在接受大劑量rAAV遞送的CRISPR基因編輯治療的晚期DMD患者中，高劑量rAAV引起的強烈先天性免疫反應導致了急性呼吸窘迫綜合征（ARDS），這也是學界首次報道基因治療引發ARDS導致的患者死亡。
杜氏肌營養不良（DMD）
杜氏肌營養不良（DMD），是一種X染色體隱性遺傳疾病，因此主要在男孩中發病。據統計，全球大約每3500名新生男嬰中就有1人罹患此病。患者通常在3-5歲時開始發病，最早表現出進行性腿部肌無力，導致不便行走。通常在12歲時失去行走能力，在青春期開始出現心臟和呼吸無力，并導致嚴重并發癥，通常在20歲-30歲因呼吸和心臟衰竭而死亡。
作為一種單基因疾病，杜氏肌營養不良癥（DMD）是由X染色體上編碼抗肌萎縮蛋白的Dystrophin基因突變所致，突變的Dystrophin基因無法產生足夠或功能健全的抗肌萎縮蛋白，患者的肌肉組織逐漸被脂肪和纖維化組織取代。
定制CRISPR基因編輯療法
本文的主人公 Terry Horgan 在5歲時被確診患上了杜氏肌營養不良（DMD），此后，他開始每天使用地夫可特（Deflazacort）治療，這是一種糖皮質激素，無法治愈DMD，只能在一定程度上緩解改善肌肉強度并減慢殘疾的進程。
2017年，Terry的哥哥 Richard Horgan 創立了名為Cure Rare Disease（治愈罕見病）的非營利組織，旨在幫助Terry這樣的罕見病患者。
Terry（左）和他的哥哥Richard（右）
2019年，Richard聯合麻省大學、耶魯大學的科學家，為弟弟Terry開發量身定制的CRISPR基因編輯療法。
2022年8月，FDA批準了這項名為CRD-TMH-001的CRISPR基因編輯療法的臨床試驗申請，用于治療Terry的杜氏肌營養不良（DMD），這既是首款個性化CRISPR基因編輯療法，也是首款獲批臨床的治療DMD的CRISPR基因編輯療法。
Dystrophin基因非常巨大，有多達79個外顯子，不同的外顯子上的突變都可能會導致DMD。由于基因太大，直接將正確編碼的Dystrophin基因遞送到細胞內的方式行不通。對于Terry來說，他是Dystrophin基因的1號外顯子缺失突變，CRD-TMH-001療法使用重組腺相關病毒9型（rAAV9）遞送來自金黃色葡萄球菌的切割活性喪失的Cas9（dsaCas9）和轉錄激活蛋白VP64，來上調非肌肉全長抗肌萎縮蛋白亞型（Dp427c）的表達，從而穩定或逆轉DMD的進展。
CRD-TMH-001療法的設計
臨床試驗數據
臨床研究數據
在治療期間，醫生嘗試了增加糖皮質激素劑量、依庫珠單抗（抗C5抗體）、托珠單抗（抗IL-6R抗體）和阿那白滯素（IL-1R阻滯劑）。患者出現心肺驟停后，醫生使用了ECMO呼吸機。但患者在注射治療后第8天死于多器官衰竭和嚴重缺氧缺血性神經損傷，表現為昏迷和腦成像改變。
尸檢結果分析
尸檢結果顯示，患者出現了嚴重急性呼吸窘迫綜合征伴彌漫性肺泡損傷，轉基因在肝臟中的表達極少。沒有證據表明他存在AAV9抗體，也沒有效應T細胞反應。這些發現表明，在接受高劑量AAV基因治療的較大年齡的晚期DMD病例中，先天性免疫信號與毛細血管泄漏也是一種毒性形式。
該患者此前接受的治療劑量是1×10E14vg/kg，這與其他臨床試驗中的測試劑量相似，但導致該患者更高的病毒載體基因組負荷，研究團隊認為這歸因于患者的瘦肌肉質量較低。該研究還發現，該患者比那些在微型抗肌萎縮蛋白基因治療臨床試驗中接受相似或更高AAV劑量的DMD患者發生了更嚴重的先天免疫反應。
基于這些發現，研究團隊認為，在進行AAV基因治療時，需要更多關于可能使人們容易產生嚴重先天免疫反應特征的數據，對于定制設計的AAV基因療法，劑量確定仍將是一個挑戰。
總的來說，這名27歲的晚期DMD患者在靜脈注射1×1E14 vg/kg劑量的rAAV9-dSaCas9-VP6治療后第6天發生了嚴重的心肺毒性作用。研究團隊認為，該患者出現了細胞因子介導的毛細血管滲漏綜合征，表現為治療后第5天的心包積液和第6天的急性呼吸窘迫綜合征（ARDS），并導致原來就有的右心室心力衰竭情況惡化。與接受rAAV基因治療的其他一些DMD患者不同，該患者沒有血栓性微血管病或對AAV衣殼或遞送的轉基因產物的適應性體液或細胞介導的免疫應答證據。
雖然血小板減少可能表明該患者發生了補體激活，但肺和心臟中沒有補體沉積表明，補體介導的血栓性微血管病不是其死亡原因。急性呼吸窘迫綜合征（ARDS）通常不與AAV基因治療相關，其他接受相同劑量rAAV9載體基因治療的患者也未出現這種毒性作用，這表明宿主因素和載體的固有特性均導致肺內的載體基因組水平意外升高，可能導致了這一結果。
由于該患者在接受治療很快出現急性毒性作用，因此無法評估該療法的安全性和有效性。雖然他的肝臟中存在微量的rAAV遞送的轉基因產物，但在心臟或骨骼肌中均未檢測到，未觀察到對dSaCas9或AAV9的效應T細胞應答，也未檢測到抗AAV9中和抗體。另一個因素可能是該患者的瘦肌質量較低（僅45%），導致其每個肌肉細胞核所接受的rAAV載體劑量相對較高。
2021年，一名16歲的DMD患者在接受輝瑞公司開發的AAV基因療法fordadistrogene movaparvovec（劑量為2×10E14 vg/kg）后6天死亡，該療法使用rAAV9遞送“迷你抗肌萎縮蛋白”，不涉及基因編輯。據分析，該患者的死亡與心肌中針對AAV病毒衣殼的先天免疫反應相關，該反應導致了心源性休克和心力衰竭。
總的來說，該論文揭示了 Terry Horgan 在接受定制的CRISPR基因編輯療法后死亡的原因，他因為對高劑量的rAAV產生的先天免疫反應而死亡。27歲的他已經是DMD晚期晚期，這可能限制了其生理儲備，降低了他在與基因療法急性毒性反應相關的心肺應激下生存下來的能力。
在悲劇中前進
2022年10月14日，在 Terry Horgan 不幸去世后，Cure Rare Disease在公告中寫道：Cure Rare Disease創始人兼首席執行官Richard Horgan的弟弟Terry Horgan不幸去世，他參與了一種新型CRISPR基因編輯療法CRD-TMH-001的臨床試驗，目前還不清楚去世的原因。失去了Terry令人心碎，而他也將作為英雄被銘記，他是一位醫學先驅，他的勇氣和堅定的決心為人們更多地關注、資助和開發罕見病新療法鋪平了道路。
CRISPR基因編輯技術誕生至今僅10年時間，基因治療也才20多年，CRISPR基因編輯和基因治療在臨床試驗期間的任何死亡，都是對這些領域思考的契機。
