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作為一種通過改變?nèi)说幕騺碇委熁蛑斡膊〉募夹g(shù)，基因療法可以通過以下幾種機(jī)制發(fā)揮作用：

用健康的基因拷貝替換致病基因

讓不能正常工作的致病基因失活

將一種新的或修改過的基因?qū)塍w內(nèi)以幫助治療疾病

基因治療過程中不可避免的會(huì)發(fā)生基因的“運(yùn)輸”，所采用的工具形象的稱之為“載體”。 日前，藥明生基正式發(fā)布了TESSA 技術(shù)。 這是一種先進(jìn)的重組腺相關(guān)病毒（rAAV）載體生產(chǎn)工藝，由藥明生基英國(guó)全資子公司OXGENE自主研發(fā)，通過大幅提升rAAV載體的生產(chǎn)規(guī)模，降低細(xì)胞和基因療法的生產(chǎn)成本，從而有望改善基因療法的患者可及性。

▲TESSA 相關(guān)的研究發(fā)表在Nature Communications上

TESSA 技術(shù)的問世，將為基因療法的研發(fā)和生產(chǎn)帶來怎樣的改變呢？

審視當(dāng)下——rAAV載體規(guī)?；慨a(chǎn)為何兩難？

rAAV源自于對(duì)野生腺相關(guān)病毒（AAV）的人工改造。相比其他載體，重組腺相關(guān)病毒（rAAV）由于安全性好、宿主細(xì)胞范圍廣、免疫源性低，在體內(nèi)表達(dá)外源基因時(shí)間長(zhǎng)等特點(diǎn)，被視為最有前途的基因轉(zhuǎn)移載體之一。目前在研的許多基因療法，都采取了rAAV載體策略。這就意味著在實(shí)際的患者治療中，需要大量高品質(zhì)的載體交付。

“在自然界中，AAV的生產(chǎn)方式非常高效，幾乎每一個(gè)AAV顆粒中都會(huì)含有基因組?！彼幟魃紫茖W(xué)官Ryan Cawood博士在Cell & Gene Therapy Insights的訪談中表示。

但問題隨之而來，AAV之所以稱為腺相關(guān)病毒，是因?yàn)樵谧匀唤缰?，它往往作為腺病毒的伴隨病毒存在，不能獨(dú)立復(fù)制，需要依賴腺病毒的輔助才能完成。AAV通常不具有致病性，而腺病毒卻具有極高的免疫原性，進(jìn)入人體后的安全性仍有巨大爭(zhēng)議。

腺病毒在輔助AAV擴(kuò)增的時(shí)候，也會(huì)進(jìn)行自我的復(fù)制，因而在整個(gè)工藝中，產(chǎn)生目標(biāo)rAAV的同時(shí)，也會(huì)產(chǎn)生相當(dāng)數(shù)量的腺病毒“雜質(zhì)”，需要在下游工藝中為純化rAAV付出巨大的努力，這無(wú)疑增加了額外的步驟和成本。

因而，時(shí)下主流技術(shù)是采用質(zhì)粒轉(zhuǎn)染（plasmid transfection）的方式生產(chǎn)rAAV。在自然界中，質(zhì)粒通常存在于細(xì)菌中，是一種很小的環(huán)狀或者線狀的雙鏈DNA。作為獨(dú)立于染色體外的一種基因存在形式，質(zhì)?？梢栽诓煌募?xì)菌之間轉(zhuǎn)染傳遞攜帶的DNA，因此，是一種非常好的基因傳遞工具。經(jīng)過改造的質(zhì)粒能夠?qū)AV復(fù)制的必要基因組轉(zhuǎn)染到生產(chǎn)載體的“細(xì)胞工廠”內(nèi)，從而在沒有腺病毒輔助的情況下進(jìn)行rAAV的生產(chǎn)。

雖然質(zhì)粒轉(zhuǎn)染的方式避免了腺病毒的引入，從工藝上避免了相關(guān)的不安全因素，但局限在于很難放大規(guī)模。 質(zhì)粒的生產(chǎn)工藝規(guī)模通常限制在200L-500L左右。由于多種質(zhì)粒需要在短短數(shù)秒的時(shí)間內(nèi)將目的基因?qū)搿凹?xì)胞工廠”中，因此，隨著規(guī)模增大到一定程度，質(zhì)粒與細(xì)胞間難以在瞬間完成較為充分的混合，“細(xì)胞工廠”內(nèi)不同種類的“質(zhì)粒生產(chǎn)線”設(shè)備難以配套，從而使得不含基因組的rAAV空殼率增加，或雖然攜帶目的基因，但作為載體的轉(zhuǎn)染效能不高，難以獲得很好的基因治療效果。

“當(dāng)使用質(zhì)粒轉(zhuǎn)染工藝時(shí)，實(shí)際上在某些血清型中僅有2%-5%含有目標(biāo)基因組?！?Ryan Cawood博士補(bǔ)充道。與小規(guī)模研發(fā)不同，大規(guī)模生產(chǎn)階段，這種較低的成功率將大大影響載體的質(zhì)量和成本，難以忽略不計(jì)。

由于基因治療產(chǎn)品必須達(dá)到一定的劑量才能實(shí)現(xiàn)理想的治療效果，因此， 傳統(tǒng)的質(zhì)粒工藝往往一次生產(chǎn)只能滿足一位患者的治療，具有較高的成本；而TESSA 技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)通過一次性生產(chǎn)，滿足更多患者的治療需要， 從而有望降低基因治療的成本，提升患者的可及性。

精準(zhǔn)調(diào)控——將腺病毒打造成“最強(qiáng)輔助”

當(dāng)創(chuàng)新之路上出現(xiàn)棘手的問題時(shí)，需要直面挑戰(zhàn)。懸而未決的難題本身往往就是突破口。TESSA 所提供的解決方案很好的詮釋了這個(gè)觀點(diǎn)——它勇敢地選擇了來自“自然界”高效的rAAV生產(chǎn)模式，卻又巧妙地將腺病毒的污染降到了最低。

TESSA 技術(shù)首先以擔(dān)任“輔助”角色的腺病毒作為突破口。根據(jù)DNA復(fù)制過程，腺病毒的生命周期可分為早期和晚期階段。早期階段主要產(chǎn)生高保真、高滴度AAV生產(chǎn)所需的“輔助工具”，晚期階段主要生產(chǎn)腺病毒結(jié)構(gòu)蛋白，自組裝后就成為了影響AAV載體安全性的腺病毒“雜質(zhì)”。

因而， TESSA 技術(shù)充分利用了腺病毒的生命周期，對(duì)此進(jìn)行了嚴(yán)格調(diào)控 ，激活其早期階段的基因表達(dá)，關(guān)閉晚期階段的基因表達(dá)，在充分行使“輔助”功能的同時(shí)，又不能進(jìn)行自我復(fù)制。 改造后的腺病毒成為了優(yōu)秀的“rAAV生產(chǎn)助手” ，它能夠感染細(xì)胞，使得細(xì)胞轉(zhuǎn)變成一個(gè)rAAV的“生產(chǎn)工廠”，然后進(jìn)入自我“沉默”，從而 在rAAV高效量產(chǎn)的同時(shí)，充分降低腺病毒對(duì)rAAV產(chǎn)品污染，有效抑制了rAAV 生產(chǎn)過程中99.99900%的腺病毒的產(chǎn)生 。

TESSA ，全稱Tet Enabled Self Silencing Adenovirus（四環(huán)素自沉默腺病毒技術(shù)）。 研究人員在重組腺病毒的主要晚期啟動(dòng)子（Major late promoter，MLP）中插入了一個(gè)四環(huán)素阻遏（tetracycline repressor，TetR）結(jié)合位點(diǎn)，使得其在沒有四環(huán)素存在的條件下僅能完成早期表達(dá)。

研究人員進(jìn)一步將AAV的Rep和Cap基因穩(wěn)定整合到TESSA 中。Cap基因編碼rAAV的衣殼蛋白，Rep基因則參與復(fù)制和整合，二者對(duì)于rAAV的復(fù)制和包裝具有決定性作用。 整合后的TESS A 可同時(shí)高效遞送rAAV復(fù)制所有必要的組分，成為能夠高效進(jìn)入“細(xì)胞工廠”的 “一站式生產(chǎn)線”，顯著地提升了rAAV的產(chǎn)率、實(shí)心率和轉(zhuǎn)染能力。

▲TESSA pro 與TESSA 2.0 生產(chǎn)rAAV示意圖

rAAV有多種血清型，我們以其中的rAAV2亞型為例（見下圖）。與依賴質(zhì)粒的無(wú)輔助系統(tǒng)相比，使用TESSA 技術(shù)生產(chǎn)rAAV2可使 載體產(chǎn)量增加約40倍 ；在質(zhì)量方面，AAV載體讓細(xì)胞帶有目的基因的 轉(zhuǎn)染能力累積增加超2400倍以上 （基于TESSA 技術(shù)，含基因組的rAAV2可發(fā)生轉(zhuǎn)染率為1/6，而基于質(zhì)粒轉(zhuǎn)染技術(shù)，該比例為1/1200）；此外，rAAV載體的包裝效率也得到了顯著的提升， 載體的實(shí)心率（衣殼內(nèi)含有基因組）由2-5%增至70% 。

TESSA 技術(shù)不僅僅是產(chǎn)量和質(zhì)量的突破，更加是規(guī)模的突破。與依賴質(zhì)粒工藝路線不同的是， 通過TESSA 技術(shù)，rAAV的生產(chǎn)規(guī)?？梢攒S升到2000L 。對(duì)于基因治療而言，這意味著什么呢？

▲不同技術(shù)生產(chǎn)rAAV規(guī)模差異的示意圖

雖然，現(xiàn)在的許多基因治療產(chǎn)品依然是個(gè)體化、定制化的。我們可以暢想有一天，基因治療產(chǎn)品如同當(dāng)下很多常規(guī)的注射藥品一樣，可以預(yù)先批量生產(chǎn)。有需要的患者可以在醫(yī)療機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單、便捷地即時(shí)獲取。

TESSA 技術(shù)讓我們離這樣的夢(mèng)想又接近了一步。它改變了rAAV生產(chǎn)的范式，實(shí)現(xiàn)了從低效到高效的躍遷，為產(chǎn)業(yè)提供了一種可規(guī)模化生產(chǎn)、無(wú)污染、無(wú)轉(zhuǎn)染試劑和不依賴于轉(zhuǎn)染的全新選擇。

創(chuàng)新引領(lǐng)——提升基因療法的患者可及性

毫無(wú)疑問，TESSA 技術(shù)對(duì)于全球聚焦細(xì)胞與基因療法開發(fā)的創(chuàng)新者而言，是一個(gè)振奮人心的突破。當(dāng)我們重新以治療端的視角來審視TESSA 的前景，我們有理由相信其所擁有的安全性和高效能將直接提升開發(fā)效率，降低成本，并進(jìn)一步推動(dòng)細(xì)胞和基因療法的可及性，惠及全球病患。

顛覆性的創(chuàng)新永遠(yuǎn)都是少有人走的路，但聚力合作、推動(dòng)創(chuàng)新已成為全產(chǎn)業(yè)的共識(shí)與責(zé)任。近日，藥明生基與新加坡科技研究局（A*STAR）宣布開展全新合作，雙方會(huì)將藥明生基先進(jìn)的TESSA 專利技術(shù)引入亞太地區(qū)。此次合作旨在促進(jìn)細(xì)胞和基因療法領(lǐng)域的科研創(chuàng)新，建立聯(lián)合人才發(fā)展計(jì)劃，為行業(yè)培養(yǎng)下一代GMP生產(chǎn)領(lǐng)域的科學(xué)家和工程師。

作為一個(gè)全球化運(yùn)營(yíng)的細(xì)胞和基因療法CTDMO，藥明生基獨(dú)特的商業(yè)模式將強(qiáng)大的測(cè)試能力與工藝開發(fā)及生產(chǎn)平臺(tái)能力緊密結(jié)合，如用于rAAV生產(chǎn)的TESSA 技術(shù)和用于慢病毒穩(wěn)定生產(chǎn)的Lenti解決方案等。通過藥明生基的一體化賦能平臺(tái)，所有的測(cè)試開發(fā)、生物安全、病毒清除和最終產(chǎn)品放行檢測(cè)等環(huán)節(jié)都能在這個(gè)平臺(tái)上得以實(shí)現(xiàn)，幫助客戶大幅縮短先進(jìn)療法的上市周期。

正如藥明生基首席執(zhí)行官?gòu)堄紫璨┦克雇哪菢樱骸凹夹g(shù)的突破將帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新蓬勃發(fā)展。我們期待，隨著載體高品質(zhì)規(guī)?；a(chǎn)的實(shí)現(xiàn)，在提升新一代基因療法的患者可及性的同時(shí)，也能夠進(jìn)一步優(yōu)化現(xiàn)有療法的生產(chǎn)工藝和治療效果，希望不遠(yuǎn)的將來，可以造福更多患者?！?/p>

創(chuàng)新的一端是突破常規(guī)的設(shè)想，另一端是扎根現(xiàn)實(shí)的變革。更好的“明天”，需要從更好的“今天”開始。