單純皰疹病毒（HSV）是人類最常見的病原體。其唯一的自然宿主，就是人類。因此，HSV在人群中的感染極為普遍，至今仍是尚未被攻克的醫(yī)學難題，既無疫苗可用，也無藥物可以根治。

HSV根據(jù)抗原特性不同可分為HSV-1和HSV-2兩種血清型。HSV-1的感染可引起多種疾病。若眼角膜被HSV-1感染，會引起皰疹性基質性角膜炎（HSK），成為導致感染性失明的首要原因。

部分病毒性角膜炎患者能通過接收角膜移植恢復透明，但危機并未解除。HSV-1在角膜上皮原發(fā)性感染并生產復制后，會沿逆行方向通過眼神經到達三叉神經節(jié)。在那里，它們建立了一個病毒貯庫。一旦重新激活，疾病便會復發(fā)和惡化。在全球范圍內，估計每年有150萬個角膜HSV復發(fā)案例，至少造成4萬人失明。

失而復得，得而復失。如何在保證安全的基礎上，直接降解病毒的基因組，甚至從根源上“剔”除潛伏的HSV，就成了亟待解決的問題。

日前，上海交通大學系統(tǒng)生物醫(yī)學研究院蔡宇伽教授和復旦大學附屬眼耳鼻喉科醫(yī)院洪佳旭副主任醫(yī)師的通力合作在基因編輯治療領域取得重大突破。相關成果和操作技術在國際頂尖學術期刊《自然-生物醫(yī)學工程》（Nature Biomedical Engineering）和《自然-生物技術》（Nature Biotechnology ）雜志上接連發(fā)表。

1月12日，成果新聞發(fā)布會在眼耳鼻喉科醫(yī)院舉行。上海市科學技術委員會副主任朱啟高，復旦大學黨委副書記、上海醫(yī)學院黨委書記袁正宏，上海交通大學系統(tǒng)生物醫(yī)學研究院院長韓澤廣，復旦大學附屬眼耳鼻喉科醫(yī)院黨委書記錢飚、院長周行濤，以及文章通訊作者蔡宇伽、洪佳旭，和第一作者尹笛、凌思凱、周旭嬌等出席。發(fā)布會由眼耳鼻喉科醫(yī)院副院長徐格致主持。

原創(chuàng)性基因治療遞送載體解決最大技術瓶頸

隨著生物技術的不斷發(fā)展，很多技術得以運用到人類相關疾病的治療之中。其中，基因編輯技術發(fā)展至今已有近30年的歷史，為從根本層面上解決疾病成因提供了可能性。要能實現(xiàn)精確的基因編輯以達到治療效果，不僅需要合適的基因編輯工具，更需要高效且瞬時的遞送技術，將工具準確地引導至作用靶點，以確保治療的安全性和有效性。

而目前，相對于基因編輯工具的快速進化，遞送技術的發(fā)展卻極其緩慢而困難。研究團隊以此為核心問題，通過將利用基因編輯和遞送技術的融合，發(fā)明了全球首創(chuàng)的原創(chuàng)性基因治療遞送載體——類病毒體-mRNA（VLP-mRNA）。作為一種慢病毒載體，它可以高效感染幾乎所有的細胞，而其中的非病毒成分mRNA又具備瞬時性的特點。該技術解決了讓基因編輯體細胞治療的最大技術瓶頸——遞送技術，有望打通基因編輯體內治療的最后一公里。

利用該遞送技術，蔡宇伽和洪佳旭研究團隊進行了CRISPR基因編輯治療病毒性角膜炎的臨床前研究，在急性和復發(fā)感染的小鼠模型中實現(xiàn)了從角膜到三叉神經節(jié)的逆行運輸，終于將潛藏在神經節(jié)的HSV-1病毒庫清除。

為了證明治療技術的抗病毒效果，研究團隊采用了預防型、治療型和復發(fā)型三種不同的小鼠感染模型，并發(fā)現(xiàn)，在這三種不同的HSV感染模型上，HSV-1的復制均得到了有效阻止，防止了皰疹性基質性角膜炎的發(fā)生。此外，研究者利用捐獻者角膜也觀察到該技術可以有效的清除HSV-1病毒。

該項治療技術的英文全稱是“HSV-1-Erasing Lentiviral Particles”。于是，研究團隊將其命名為“HELP”，即“幫助”，期待這種全新的抗病毒療法能夠幫助難治性病毒性角膜炎患者，給他們有機會重獲光明。

全新療法有望解決臨床難題，實現(xiàn)從0-1的突破

隨著基因編輯工具的不斷發(fā)展，如何將這些工具更好地遞送進入病灶內，并降低這些工具在細胞中產生的長期風險，成為基因治療領域日益凸顯的新挑戰(zhàn)。研究團隊此次開發(fā)的新技術，創(chuàng)新性地將病毒顆粒（VLP）和基因編輯工具的遞送結合起來，在病毒性角膜性的動物模型中實現(xiàn)了有效且安全的基因編輯。

“不僅解決了傳統(tǒng)遞送平臺存在的尺寸限制，且將基因編輯工具的表達載體由長期存在的DNA替換成了瞬時表達的mRNA，極大地提高了工具使用的靈活性和安全性。”特邀評論員、阿斯利康（瑞典）基因治療項目高級科學家李松沅博士總結道。

病毒性角膜炎并非無藥可醫(yī)，但無論是阿昔洛韋（ACV）等小分子抗病毒藥物，還是角膜移植，都無法對潛伏的皰疹病毒庫起到任何限制作用，使其成為難以根治之癥。該項研究便為此類頑疾提供了全新的解決思路。

作為我國首個基因治療方面的原創(chuàng)性抗病毒新技術，從細胞水平研究到動物水平研究，再到捐獻者角膜研究，都實現(xiàn)了步驟完備、論證可靠的臨床前研究。HELP技術以mRNA的形式完成CRISPR/Cas9的工具遞送，使得基因編輯酶Cas9在體內的停留時間很短，可最大限度地降低脫靶風險、減少免疫反應。

正如特邀評論員、中山大學中山眼科中心副主任袁進教授所言，將基因編輯運用于單皰病毒性角膜炎的治療是從0到1的創(chuàng)新突破。該研究證實，在單皰病毒性角膜炎動物模型上通過基因編輯可抑制HSV病毒的轉運和復制，有希望成為一種病毒性角膜炎的全新療法，解決病毒性角膜炎復發(fā)這一臨床難題。

這些結果都有力地支持了HELP作為一種新的抗病毒療法的臨床潛力，將幫助體內基因編輯治療時代的真正到來，為無藥可治有藥難治的遺傳性、獲得性以及感染性疾病的患者帶來新的希望。

從患者實際需求出發(fā)，讓基礎研究和臨床醫(yī)學的發(fā)展實現(xiàn)碰撞

“本來，我一直在試圖解決一個基礎研究領域的科學問題：能否利用CRISPR在動物模型上治愈病毒性角膜炎。但技術如何作用于臨床，我無法確定，與洪主任的合作讓接下來的進步成為可能。”蔡宇伽教授談道。

“對于技術的應用場景，如何發(fā)現(xiàn)并驗證它不只在治療方面起作用，也在預防方面起作用，蔡教授主導補充的模型實驗提供了更多的支持，背后是巨大的工作量和研究積累?！焙榧研窀敝魅吾t(yī)師回顧道。

追溯合作的緣分起點，是2019年一場學術論壇上的一次交流。深耕基因編輯領域數(shù)年的二人互取優(yōu)勢，考慮到眼部器官的相對獨立性、病毒性角膜炎的無法治愈性和疾病與技術的適配性，研究團隊將合作聚焦于此。長期以來，眼耳鼻喉科醫(yī)院眼科臨床診療方面居于國內領先水平，豐富的臨床資源為此次合作的順利開展奠定了重要基礎。此次科研成果的重大突破有望為角膜盲患者帶來新的福音。

目前，在復旦大學附屬眼耳鼻喉科醫(yī)院倫理委員會的論證及許可下，洪佳旭團隊正在主持開展基于本項技術的初期可控的臨床應用研究。未來或將應用拓展至其他遺傳性眼科疾病的治療上。

復旦大學附屬眼耳鼻喉科醫(yī)院始終向著建設具有國際影響力的世界一流大學的一流眼耳鼻喉?？漆t(yī)院和五官疾病亞洲醫(yī)學中心的目標不斷邁進。醫(yī)院眼科努力攻克疑難雜癥，集醫(yī)療、教學、科研為一體攀登科學高峰，在2020年11月公布的復旦版《中國醫(yī)院?？坡曌u排行榜》上躋身專科榜榜眼。

面對全球新一輪科技革命和產業(yè)變革浪潮，上海正代表中國站在全球科技競爭的前沿。在上海加快建設具有全球影響力的科技創(chuàng)新城市的過程中，“我院作為全國知名的三級甲等眼耳鼻喉?？漆t(yī)院，70%的患者來自滬外的全國各地，包括長三角地區(qū)的疑難雜癥的占比高，醫(yī)院以患者為中心，十四五期間更要堅持科研創(chuàng)新，為上海亞洲醫(yī)學中心城市建設，貢獻五官科人的力量。”眼耳鼻喉科醫(yī)院院長周行濤表示。“我院將秉持‘東西兼蓄、拓新達濟’的院訓精神，力爭將研究院建設成為一個多學科交叉的基地，創(chuàng)新型人才發(fā)揮才能的場所，支撐上海乃至全國高水平生物醫(yī)學研究的高地，新型重大疾病預測、預防和治療策略和方法的策源地。”上海交通大學系統(tǒng)生物醫(yī)學研究院韓澤廣院長表示。

袁正宏表示，當前，復旦大學上海醫(yī)學院正在加快推進中國特色世界一流醫(yī)學院建設，也正在積極探索綜合性大學辦好醫(yī)學院的新路。希望眼耳鼻喉科醫(yī)院秉承上醫(yī)“為人群服務、為強國奮斗”的傳統(tǒng)，進一步激發(fā)科研活力，不斷取得科研創(chuàng)新。相信在上海市和學校的有力支持和指導下，眼耳鼻喉科醫(yī)院通過進一步做好頂層設計、統(tǒng)籌謀劃、充分探討和意見征詢，一定能在“十四五”期間大有所為。

來源：復旦大學