9月11日，北京大学-清华大学生命科学联合中心邓宏魁研究组、首都医科大学附属北京佑安医院吴昊研究组以及解放军总医院第五医学中心陈虎课题组在《新英格兰医学杂志》(The New England Journal of Medicine)发表了题为《利用CRISPR基因编辑的成体造血干细胞在患有艾滋病合并急性淋巴细胞白血病患者中的长期重建》(CRISPR-Edited Stem Cells in a Patient with HIV and Acute Lymphocytic Leukemia)的研究论文。这意味着中国科研人员首次完成基因编辑干细胞治疗艾滋病和白血病患者。发现“治愈”艾滋病重要新策略自20世纪80年代以来，艾滋病造成了重大的公共卫生问题和社会问题。1996年，艾滋病领域研究取得了里程碑式进展，HIV入侵T细胞的主要共受体CCR5被发现，北大教授邓宏魁是主要发现者之一。随后的研究发现，CCR5基因呈缺陷型(CCR5-Δ32)的人群不会被R5嗜性HIV病毒感染。该研究论文的发表，意味着中国科研人员建立了基于CRISPR在人成体造血干细胞上进行CCR5基因编辑的技术体系，实现了经基因编辑后的成体造血干细胞在人体内长期稳定的造血系统重建，同时，在成体造血干细胞上的基因编辑并不会对其他组织器官及生殖系统产生影响。该工作初步证明了基因编辑的成体造血干细胞移植的可行性和在人体内的安全性，将会促进和推动基因编辑技术在临床应用领域的发展。研究组致力突破临床应用瓶颈，一名同时患有白血病和艾滋病的“柏林病人”在接受具有CCR5-Δ32突变的造血干细胞移植后，血清中的HIV病毒得到有效清除，实现了艾滋病的“功能性治愈”。因此，通过基因编辑敲除成体造血干细胞上CCR5基因，再将编辑后的细胞移植到艾滋病患者体内有可能成为“功能性治愈”艾滋病的新策略。如何在造血干细胞中进行高效基因编辑，一直是该领域实现临床应用的关键瓶颈。，邓宏魁研究组建立了利用CRISPR/Cas9进行人造血干细胞基因编辑的技术体系。经过基因编辑后的人造血干细胞在动物模型中长期稳定地重建人的造血系统，其产生的外周血细胞具有抵御HIV感染的能力，该研究成果发表在《Molecular Therapy》(美国基因与细胞治疗协会旗下期刊)上。为了实现该技术在临床上的应用，在此基础上进行了一系列的优化。中华骨髓库提供适配骨髓基于此优化技术体系，在通过原解放军第307医院伦理委员会审批后，该研究组进行了ClinicalTrials.gov网站上临床研究注册(NCT03164135)。
据文中报道，该病人为27岁男性，在5月14日和5月30日分别诊断患有HIV-AIDS和急性淋巴细胞白血病（T细胞型）。随后立即接受抗逆转录病毒治疗，1年后HIV感染得到控制，在血清中检测不到病毒RNA。病人接受6个疗程标准的化疗治疗后，其形态上达到完全缓解。供体细胞来自中华骨髓供体库的一名33岁男性，其HLA配型完全匹配，CCR5基因没有突变。7月9日，病人在清髓后，接受异体干细胞移植。干细胞移植的细胞由两部分组成：动员后外周血单核细胞分离出CD34+HSPCs，接受CRISPR编辑CCR5基因；剩下的单核细胞（由于分离效率，有部分CD34+细胞，占总CD34+细胞的28.8%，也就是说71.2%的CD34+被分离出来进行了基因编辑）。病人同时接受抗逆转录病毒治疗、移植物抗宿主病预防用药。
移植治疗后，13天和27天分别出现中性粒细胞和血小板重建；淋巴细胞和T细胞亚群增加，CD4细胞在6个月时恢复到正常范围并稳定；3个月时，血小板出现短暂减少，随后自行恢复到正常范围并稳定；4周后，实现了完全的供体嵌合，并维持到了19个月。移植后4周，病人的急性淋巴白血病达到形态上的完全缓解，并维持到随访的19个月。
利用非病毒方式转染CRISPR-Cas9对HSPCs（CD34+）细胞进行基因编辑，基因测序结果显示CCR5发生插入和删除突变（indel）的效率是17.8%。由于CD34+细胞分离效率限制，19个月长期的重建过程中，CCR5突变在骨髓有核细胞的比例范围是5.20%到8.28%。CCR5突变比率显示CD19+、CD33+、CD235a+细胞的编辑效率略高，CD4+、CD8+细胞稍低。结果显示，CRISPR编辑的HSPCs成功在病人体内重建，能够分化成多种谱系细胞，并保持基因编辑状态。
移植治疗过程中，病人出现2～3度的造血干细胞移植常见的并发症，经常规治疗后都得到缓解；没有发现与CCR5基因编辑相关的副作用事件。利用高通量基因测序技术检测基因编辑的脱靶效应，经过综合排查，仅有14个位点检测出Indels，且仅有1bp的突变，经逐个分析考虑并不是真正的脱靶事件。收集移植后15周、12个月、19个月的骨髓血样本，全基因组测序检测并无脱靶效应，而且没有染色体重排或长片段删除。
项目获北京及国家相关基金支持在成体造血干细胞上的基因编辑只局限在造血干细胞及其分化产生的血细胞中，而不会对其他组织器官及生殖系统产生影响。以CRISPR为代表的基因编辑技术在疾病的治疗上具有极大的应用潜力，有望为艾滋病、镰刀型贫血、血友病、β地中海贫血等血液系统相关疾病的治疗带来新的曙光。研究团队表示，在今后的研究中，将进一步提高基因编辑效率及优化移植方案，有望加速基因编辑造血干细胞移植技术向临床疾病治疗转化的进程。据介绍，此工作获得了北京市科学技术委员会基金及天然药物及仿生药物国家重点实验室等基金的大力支持。北京大学邓宏魁教授、解放军总医院第五医学中心陈虎教授及北京佑安医院吴昊教授为该论文的共同通讯作者。徐磊博士、王军博士、博士生刘宇林及谢良福为该论文的共同第一作者。北京大学李程教授、博士生王龙腾为该研究做出了重要贡献。陈虎教授是全国造血干细胞移植领域的领军人物，在该研究中起到了关键作用。但陈虎教授于7月24日因病逝世，没有看到论文的发表，令人扼腕。本期编辑：Tony
