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背景

基因治疗(GT)正在成为一种医学现实，在一些罕见疾病的基因治疗试验中证明了其临床疗效。目前，全球已启动或批准了超过1800个GT临床试验，虽然大多数是l/ll阶段，但每年有越来越多的产品进入l/ll阶段试验(Ginnet al .,2013)。基于这一进展和Glybera(欧洲首个获得许可的GT产品)的成功，进一步的GT计划正在一系列遗传疾病、恶性肿瘤和神经退行性疾病中展开。

人们正在开发各种各样的遗传基因产品，以取代或破坏现有的基因。一般来说，治疗DNA序列是通过载体系统传递的。有些载体永久性地融入基因组提供体外或在活的有机体内基因的添加/修正是长期治疗遗传和获得性疾病的一个有前途的工具。在细胞复制过程中，整合的序列被传递给细胞后代。插入突变导致肿瘤的发生是一个公认的GT安全问题，这已在一些涉及体外造血干细胞与γ -逆转录病毒载体(Howeet al .,2008;Hacein-Bey-Abinaet al .,2008;布劳恩et al .,2014)。然而，这种风险的程度紧随其他载体类型、靶细胞和/或在活的有机体内给药方法不清楚。了解与不同基因转移系统插入突变相关的风险因素对整个基因转移领域来说是一个至关重要的突出问题。靶细胞的性质、载体设计、传递方式和疾病背景都可能影响载体的插入特性，并可能影响肿瘤发生的可能性(Rotheet al .,2014;Chaungfenet al .,2011)。载体整合和克隆性分析(测量细胞群中这种整合的多样性)是非临床和临床研究中GT产品安全性评估的标准工具。然而，最近，评估可能影响突变性事件向致癌性事件转变的其他因素(例如，表观遗传因素)的必要性得到了强调。

随着GT成为临床现实，对非临床试验的需求越来越大，以评估治疗策略对患者的安全性。一个健壮的体外/硅片评估插入性突变/肿瘤发生风险的工具将支持风险评估，同时限制动物的使用。一些非临床分析(两者在体外而且在活的有机体内)用于评估GT方法的致突变性和致癌性。方法包括在体外永生试验和Jurkat/LMO2细胞系模型。虽然这些是敏感的分析，但它们仅限于特定的致癌基因，细胞谱系和/或遗传毒性机制。因此，它们更有助于通过特定机制筛选固有遗传毒性的新载体，而不是提供致癌风险的估计。

基于转基因载体直接局部或全身给药的转基因技术主要是非临床支持的在活的有机体内研究野生型啮齿动物或非啮齿动物物种，只要它们与转基因插入、功能和生物分布有关。在某些情况下，转基因功能缺乏的KO小鼠可能有价值。治疗应用体外自体或异源细胞的基因修饰需要使用免疫缺陷动物、疾病模型或肿瘤易发动物(Montini, 2006;Modlich, 2009;蒙提,2012)。目前可用的所有模型在预测致癌风险方面都有局限性。为了进行GT研究，使用了特定的动物品系(例如免疫缺陷NSG小鼠或特定疾病模型)，这些品系价格昂贵，通量低，需要特殊的控制屏障区域。此外，在那些情况下体外GT正在评估中，移植过程很复杂(需要骨髓取样，细胞纯化和体外转导)和许多动物“供体”被用来收集造血干细胞(HSCs)。此外，有时监管部门要求进行连续移植，需要进一步使用受体动物。虽然这些非临床研究能够解决与载体设计相关的安全问题，但疾病环境的生物学相关性以及靶组织、细胞类型/谱系和分化状态对潜在遗传毒性的影响仅被部分探讨(Aiutiet al .,2013)。

还有关于功效的考虑。为了使GT产品有效，基因校正细胞必须存在于足够高的水平，以产生治疗效果。关于非临床模型和患者中基因校正细胞间克隆优势的动态信息目前非常匮乏。对靶细胞插入谱的彻底评估和对治疗个体中基因校正克隆的克隆动态的全面跟踪将增加对临床结果的预测价值。

3 rs的好处

在开始人体试验之前，监管机构通常要求GT产品进行动物试验在活的有机体内一般对每一个GT产品进行研究。然而，单个整合载体的独特生物学特性意味着需要仔细考虑确定与临床结果预测相关的适当的非临床研究。监管机构希望基于可靠的科学和风险评估，制定一个量身定制的、适合目的的非临床开发计划(欧洲医药机构，2009;Narayananet al .,2014)。对于一些GT产品，如果有大量的经验(非临床和/或临床)，可能使用文献中的信息来放弃在活的有机体内研究。然而，在所有情况下，特别是对于新媒介，新的体外/硅片根据现有的非临床和临床数据验证的方法，将为减少动物研究的需要提供强有力的理由。

• 举个例子，for体外GT，典型的研究可能涉及从易患肿瘤的啮齿动物或疾病动物模型中移植对照细胞和转导细胞到接受致命辐照的受体动物中，群体规模往往超过30人，典型的研究至少涉及两组(Montini)et al .,2012)。最多可使用100只啮齿动物，费用大约在10万至30万英镑之间。然而，没有标准的研究设计，可能还需要大量的动物提供供体细胞或在生成疾病动物模型的过程中。
• 根据欧盟动物保护立法，在此类致瘤性研究中使用的程序通常是中度至重度的，可能包括:
  • 从易患肿瘤的供体中分离细胞。
  • 受体小鼠细胞的照射和移植。
  • 采血以探讨移植效果。
  • 安乐死小鼠的肿瘤分析和载体拷贝数分析。

如果成功验证，则体外/硅片早期描述可能与插入突变相关的安全特征的平台可用于筛选载体，并提供早期进行/不进行的决定，从而避免需要在活的有机体内致瘤性和遗传毒性研究。如果它广泛适用于未来的新型病媒类型/血清型，那么对动物使用的影响将是最大的在活的有机体内以及体外基因治疗方法(O 'Reillyet al .,2012)。此外，还预期该系统的开发和应用体外/硅片该平台可以扩展到评估新兴技术的安全性，如基因编辑，这也带有插入突变的潜在风险。

第一阶段获胜者

• 卢卡·比亚斯科博士，Ospedale San Raffaele, 84,115英镑。
• 汉诺威医学院Axel Schambach教授，10万英镑。
• 迈克尔·忒弥斯博士，布鲁内尔大学，99,542英镑。

第二阶段获胜者

项目团队负责人:

Manfred Schmidt博士，GeneWerk GmbH£700000。

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