高光坪教授是全球知名的基因治疗领导者之一，早年毕业于四川大学华西药学院，曾多次被国际知名学术期刊Nature Biotechnology评选为全球年度20位在生物技术领域的“顶尖转化学者”（top translational researchers）。高教授从事基因治疗研究20余年，特别是在腺相关病毒（AAV）基因治疗研究领域取得了杰出成就，发现近千种新一代腺相关病毒（AAV）及其在基因治疗领域的广泛应用，将全球基因治疗的研发推向了一个新的高峰！
美国麻省大学医学院Horae基因治疗中心主任，李伟波罕见病研究中心联合主任，微生物学和生理学系教授，Penelope Booth Rockwell生物医学研究教授；美国国家发明家科学院（NAI）院士和美国微生物科学院院士; 美国基因与细胞治疗学会前任主席。高教授是全球知名的基因治疗研究者，在发现，鉴定和开发新型腺相关病毒(AAV)栽体领域里做出了重要贡献, 振兴了基因治疗领域。主要研究方向为基因治疗平台技术和基因治疗产品开发。
高光坪教授：
in vivo gene therapy在大规模临床转化，推广，产业化和商业化过程中目前面临一些障碍。首先，取决于基因治疗的组织靶点，给药途径，适于基因治疗的病人群体的大小，剂量及患者的年龄和体重，体内基因治疗的第一个瓶颈是生产更多高质量的载体。对于一些超罕见病及以眼睛和内耳为靶向的基因治疗，一般说来需要的载体量较少，目前的生产技术平台应该可以满足的。但是对一些病人群体比较大，特别是需要通过静脉注射穿透血脑屏障治疗中枢神经系统疾病或递送基因治疗药物到全身肌肉的情况下，以目前的AAV 生产技术水平能力是支持不了的。较大的病人群体尤其是成年病人就会需要很大的载体量。
第二个瓶颈是病毒载体的免疫相关毒性的问题，与其它一些基因治疗载体相比，AAV载体的免疫原性是最低的。但在高剂量全身性给药的情况下，AAV也会引发一些免疫毒性。主要分为以下几个方面：
第一，在进入人体血液之后最早遇到的免疫瓶颈就是对AAV先存免疫的中和性抗体，阻止AAV载体进入人体，基因治疗就无法起作用。同时，首次基因治疗后产生的针对病毒载体的中和性抗体也阻断了用相同载体二次给药的可能性。
第二，先天性免疫。接受基因治疗的病人还可能对病毒外壳蛋白和病毒的基因组存在着先天性免疫感知和反应，引起免疫毒性反应，降低和缩短治疗性基因的表达。
第三，后天性免疫。病人机体还可能对病毒蛋白外壳和载体所表达的基因产品产生后天性免疫性应答，造成T细胞对基因治疗靶细胞的杀伤，抗体对药物效应的中和。
高光坪教授：
不管是欧盟还是美国FDA，目前体外基因治疗药物被批准的大概有5到6种，体内基因治疗药物被批准的实际上只有3种。
中国的基因治疗实际上起步很早，包括2004年获国家食品药品监督管理局批准的全球第一个病毒基因治疗药物今又生，由深圳基因治疗公司赛百诺研发。但是中国的基因治疗发展开始走了一些弯路。大家一开始希望做大众病，比如肿瘤，将很多人力物力财力都投入到肿瘤的基因治疗的研发中，实际上肿瘤是一个很难用基因治疗来解决的一种疾病，因为它是一种多基因的功能失常造成的，所以单一的体内基因治疗很难达到有效性和靶向性。近年来以CAR-T细胞治疗为代表的以ex vivo 基因/细胞免疫治疗发展十分迅猛，真正开创了肿瘤免疫治疗的新时代。中国在基因治疗发展的早期忽略了较重要的一个起点，那就是针对单基因遗传性疾病来进行研究。大概从2015年以后，全球罕见病基因治疗成为一个主流板块，中国也重新开始了这方面的工作，目前走在较前列的公司包括肖啸教授的信念医药及其他一些公司，涵盖疾病领域有：眼科、凝血因子、杜氏肌营养不良症等。
从全球来看，首先眼科领域的基因治疗应是相对容易的主攻方向之一。Spark的先天性黑朦症的基因治疗产品Luxturna就是成功的代表。中枢神经基因治疗方面，诺华旗下用于治疗SMA（脊髓性肌肉萎缩）的Zolgensma就是在这方面的一个突破。下一个突破点应该是在凝血因子方面。
高光坪教授：
正如前面所提到的，罕见病基因治疗主要有in vivo gene therapy和ex vivo gene therapy两大疗法，再具体一点又分为4种不同的治疗方式。
一种叫做基因替代，这种方法一般是在人体由于基因突变丧失某种功能以后，在体内补充一个正常基因的表达框架进去，替代失去的基因功能。
第二种叫做基因静默，在有些疾病中基因由于受到突变的影响，从一个正常的基因变成一个有毒的基因，产生的产品会对细胞有毒性，造成神经元的凋亡，比如说渐冻症。我们通过基因静默的方法静默突变基因，同时我们还可以加上正常基因，起到一箭双雕的作用。
还有一个方法叫做基因添加，在很多疾病的治疗当中，基因添加与本身的基因突变没有太多的关系，比如说肿瘤，它不一定是直接由基因突变造成的。又或者是现在的新冠病毒，我们也可以用基因添加的方法治疗，比如说我们可以用基因治疗的方法将表达抑制病毒繁殖的抗体递送到人体内，使其不停的生产抑制病毒繁殖的抗体，这个方法对新冠、HIV等都是有一定的效果的。
第四种方法叫做基因编辑，这个可应用于很多种疾病，如果是基因功能丧失，可以直接在体内进行基因修补，使其恢复功能。如果是基因造成毒性，也可以在体内直接把它修复成正常基因，实现毒性基因沉默，使其变成正常基因。
这些是比较基础的基因治疗方法，适用于罕见病和常见病。目前用于治疗罕见病的基因治疗药物目前美国获批的有2个，欧盟获批的有1个。美国获批的两款药物卖的很好，因为疗效明显。
基因治疗是预防和治疗新冠病毒的一个方向，目前已有多家公司在研发。美国之前治疗新冠病毒的主要方法是向人体注射大量抗体，其中有一种在研方法是把这些抗体做成基因治疗的产品，注射到人体肌肉内，这样它就可以永久的表达，产生大量抗体阻止新冠病毒的繁殖。新冠病毒之所以能感染人体是因为它有ACE2受体，因此我们还可以通过阻断ACE2受体，或者制造一个可以分泌的假受体去中和病毒，阻止其在人体中的感染和复制。
高光坪教授：
实际上我在新型AAV病毒研发方面的工作是2002年我在宾大的时候开始的。我当时研发的AAV病毒就包括AAV7、AAV8、AAV9、AAVrh.10等，它们比AAV1、AAV2、AAV3的递送效率要高很多。最近研发的AAVv66实际上是AAV2的一个天然变异体，它的特点是转染率高，但是它们的给药方式和可治疗的疾病领域不同。AAVv66的主要特点是，它在中枢神经里面，特别是直接给药到中枢神经之转染效率高。我们当时在海马体直接注射后，与AAV2相比，它的扩散范围比AAV2高出十几倍。
但目前来看，我们还不能真正做到细胞专一性。 只知道像有一批病毒它的转染效率比较低，比如说AAV2，有些病毒转染效率比较高，比如说AAV7、8、9、rh.10、V66。病毒载体递送效率和靶向性的关键是它的外壳，所以在病毒外壳方面还需要投入更多的人力物力财力去研发出更有效、更具专一性的新型AAV载体。
工程改造病毒载体实际上有4种不同的方法。第一种方法是我在2002年开始做的一种方法，从天然宿主细胞方面去找天然病毒。第二种方法是遗传进化对它的外壳进行修饰，衣壳筛选，通过人工对其结构进行修饰。第三种方法是定向改造，根据病毒结构和它与细胞接触转染的方式和过程来设计改造病毒载体，让它达到一种特殊的专一的亲和力和感染力。第四种方法是通过人工智能的方法，对载体结构进行预测和设计，但是该方法关键是要收集输入大量与结构和功能相关的数据来研发新一代的全新AAV载体。
高光坪教授：
肿瘤基因治疗是一个具有挑战性的课题，目前通过CAR-T细胞，ex vivo进行基因改造的方法进行肿瘤基因治疗取得了令人振奋的进展。但是通过in vivo的途径目前在全球尚未取得突破性的进展。本次研究中是使用miR-34a调节肿瘤基因的表达，以达到抑制肿瘤的效果。以上这个属于基因静默的方式通过基因静默的机理去调节肿瘤基因的表达。严格来说这只是临床前在小鼠模型上的早期阶段性的成果，用于真正的肿瘤基因治疗还有很大的差距。对肿瘤治疗更有效的方案可能是采取综合治疗，综合不同的治疗方法进行攻坚战效果可能会更好，单一的疗法，现在还存在各种各样的问题。
在设计基因治疗的发展战略方面，个人认为应该在对基因功能和各种致病机理了解透彻之后，汲取单基因治疗产品的经验，然后再寻找多基因疾病的治疗方法，这才是比较自然、保险的一条途径。
高光坪教授：
一个方面的研究就是怎样继续寻找开发更有效、更有细胞专一性的AAV的外壳蛋白。第二个对AAV病毒的复制包装和细胞机理进行更深入的研究，能够开发出更好、更有效、更高产的高质量的载体生产技术平台。第三个是开发一些新的治疗方法，尝试开发除了基因静默、基因替代、基因编辑、基因添加四种方法之外的新的途径来进行基因治疗。然后是利用基因治疗现有的一些基本平台寻找新的靶点，研发出除了针对罕见病外对常见病、慢性病也有效的新的基因治疗药物。
另外基因治疗中还有一个很大的难题：基因治疗的免疫原性。我们需要进一步理解AAV基因治疗中先天性和后天性免疫原性的机制然后设计和研发减少免疫原性的措施。我们希望找到一些好的方法来降低免疫原性！
IGC组委：非常感谢高光坪教授的精彩分享！敬请期待高教授在IGC会议上带来更多基因治疗药物研发经验的分享！
IGC 2021 第五届中国国际免疫及基因治疗论坛（10月11-12日，北京）
三大平行论坛：“细胞免疫治疗创新与研发”、“前沿免疫治疗研发与联合”、“基因疗法创新与研发”，特邀CDE、中检院监管专家，及中国科学院院士、中山大学孙逸仙纪念医院宋尔卫院长、美国两院院士高光坪教授、美国发明家科学院院士Mark A. Kay教授、中国医学科学院血液病医院（血液学研究所）副所长王建祥教授等权威讲者聚焦下一代IO/自免新靶点抗体、补体、细胞因子药物、细胞免疫治疗、AAV基因治疗、基因编辑治疗、mRNA肿瘤疫苗等做精彩分享与交流。
