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基因疗法:叩响遗传性耳聋的无声世界

来源:科技日报
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  闻惊雷、听鸟语,对于大多数人来说,这是冬去春来的美妙乐章。然而,我们身边有一些人受到不同程度的听力损失影响,其中更有部分患者是遗传性耳聋,从出生那一刻他们就生活在无声的世界里。

  遗传性耳聋曾是公认的无药可治的世界难题。随着医学技术的进步,基因疗法作为一种新型治疗手段,有望让先天性耳聋患者重获“新声”。

  基因疗法有什么妙招可以修复或替换特定的基因缺陷?目前,基因疗法的研究进展到哪一步,适用于哪些人群?还面临哪些挑战,应从哪些方面寻找突破?3月3日是第二十六个“全国爱耳日”,记者带着这些问题采访了相关领域专家。

  修复生命密码的科技之光

  耳聋是一种常见的健康问题,可能发生在任何年龄阶段。据世界卫生组织统计,全球约有15亿人患有不同程度的听力损伤,重度以上听力障碍患者约有4.3亿。

  其中,中国是听障人士最多的国家,达2780万人,占全国残疾总人数的30%以上。这意味着全国每50个人当中,就有一位正默默承受着无声世界的寂静。

  据不完全统计,我国每年的新生儿中约有3万聋儿,60%的遗传性耳聋与基因缺陷有关。目前已鉴定出了超过200个致聋基因,其中OTOF(编码耳畸蛋白)便是其中较常见的一个,患者通常表现为重度、极重度或完全听力损失和言语障碍。

  “OTOF基因突变是导致常染色体隐性遗传性耳聋9型(DFNB9)的核心病因,患者因内耳毛细胞突触囊泡功能缺陷而丧失听力。”东南大学柴人杰教授说。

  过去,医学界通过植入人工耳蜗治疗重度DFNB9患者,这种方法虽能部分恢复听觉,但存在音质失真、噪声环境识别困难等局限。

  2024年1月,《先进科学》杂志发表了柴人杰团队的研究成果,这是全球首次关于耳聋基因治疗临床应用的正式报道,证明了基因治疗在遗传性耳聋患者临床治疗中的有效性和安全性。

  柴人杰介绍,基因治疗旨在通过生物技术修复或替换导致耳聋的特定基因缺陷,从根本上恢复自然听力,主要技术包括基因替代、基因抑制和基因编辑。

  这一成果被美国工程院院士Frank Zeng评价为耳鼻喉领域继人工耳蜗发明以来最为革命性的突破,奠定了我国在耳聋基因治疗研究领域的国际领跑地位。

  面向特定患者精准施治

  OTOF基因突变导致的耳聋早已是科学界共识,如何将正常基因递送到内耳,就成为各国科学家竞争的赛道。

  中国科学家走在了最前列。“难点在于找到合适的载体,既能保证基因的活性,又能准确地与内耳毛细胞结合。我们通过不断地筛选试验,研发出腺相关病毒(AAV)攻克了这个世界性难题。”柴人杰说。

  麻醉、放置内窥镜、暴露圆窗膜、注射核酸药物……对于深埋于颅骨的内耳,没有丰富经验的医生,难以驾驭这种高难度的手术。

  为此,东南大学发挥工科优势,为基因疗法量身定制了内耳药物递送手术技术。这种技术有标准的操作程序,能将核酸药物精准注射到患者内耳,只要打一针,就可以修复突触传递功能,长期维持听力。

  目前,这项研究已在国内7家医院合作开展IIT(研究者发起的临床试验),15名患者接受治疗,最小的一岁两个月,最大的23岁,大部分在3岁至8岁之间。

  相对于人工耳蜗,基因疗法可使患者感知自然声音,包括复杂的音乐和环境声音;不需要依赖外部设备,无需日常维护和更换,成功改善了患者的听力和语言能力。

  “在治疗之后,这些患者能够从完全聋到恢复到平均大概是45分贝,相当于我们在办公室的讲话交流的音量。总体来讲,大概是恢复到正常人60%-70%的水平,最佳可以恢复到正常人听力。”柴人杰说。

  以目前的技术,基因治疗还无法100%地恢复所有耳聋患者的听力,但仍具有重大的卫生经济学意义。据专家介绍,一方面,通过基因治疗早期干预,可以显著减少后续医疗费用;另一方面,基因治疗将推动我国科研和生物医药产业的发展,如基因检测、病毒载体生产和基因编辑技术。

  重获“新声”仍需创新探索

  2024年8月,苏州星奥拓维生物技术有限公司生产的OTOF双载体基因治疗药物,获美国食品药品监督管理局(FDA)孤儿药资格认定,意味着后续审批将进入快速通道。在国内,该药物的IIT阶段已经完成,今年将进入临床试验阶段。

  从耳聋基因治疗全球第一篇临床研究论文到第一个临床指南制定,再到参与第一个临床标准制定,我国实现了耳聋基因治疗“从0到1”的突破。

  据山东省第二人民医院(山东省耳鼻喉医院)副院长徐磊介绍,随着技术的不断进步和临床研究的深入,基因疗法有望成为治疗遗传性耳聋的标准方案之一。

  但是,针对遗传性耳聋的挑战才刚刚起步。

  业内专家指出,尽管基因疗法在耳聋治疗中取得了显著进展,但仍面临诸多挑战。首先,基因疗法的研发和初始费用相对较高,包括药物技术研发、基因检测、药物生产和手术费用。其次,如何将基因治疗应用于更多类型的遗传性耳聋,以及开发更加高效、安全的基因递送方法,也是未来研究的方向。

  “耳聋基因目前已确定的有超过200个,我们已经走出了0-1,如何更快地从1-100,100-200,让这种疗法惠及更多患者是我们攻坚的方向。”柴人杰说,最近他们完成一篇学术通讯,总结了针对OTOF基因突变导致遗传性耳聋(DFNB9)的基因治疗临床进展,并深入探讨了其技术挑战与未来方向,即将发表在《柳叶刀》杂志。

  同时,针对非遗传性耳聋患者(如老年性聋、噪声性聋、药物性聋等)的干细胞疗法也在加紧研究。

  非遗传性耳聋患者可能兼有毛细胞损坏和神经元退化,植入人工耳蜗,仅能部分替代毛细胞功能,无法替代听觉神经元功能,术后效果也会受到极大限制。

  柴人杰团队研究发现,将神经干细胞移植与人工耳蜗植入相结合,通过人工耳蜗替代毛细胞功能,同时利用神经干细胞的再生功能,重建神经元听觉环路,可显著提升人工耳蜗的治疗效果。