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作為一種通過改變人的基因來治療或治愈疾病的技術，基因療法可以通過以下幾種機制發(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導入體內以幫助治療疾病

基因治療過程中不可避免的會發(fā)生基因的“運輸”，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。 這是一種先進的重組腺相關病毒（rAAV）載體生產工藝，由藥明生基英國全資子公司OXGENE自主研發(fā)，通過大幅提升rAAV載體的生產規(guī)模，降低細胞和基因療法的生產成本，從而有望改善基因療法的患者可及性。

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

TESSA 技術的問世，將為基因療法的研發(fā)和生產帶來怎樣的改變呢？

審視當下——rAAV載體規(guī)?；慨a為何兩難？

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

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

但問題隨之而來，AAV之所以稱為腺相關病毒，是因為在自然界中，它往往作為腺病毒的伴隨病毒存在，不能獨立復制，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，進入人體后的安全性仍有巨大爭議。

腺病毒在輔助AAV擴增的時候，也會進行自我的復制，因而在整個工藝中，產生目標rAAV的同時，也會產生相當數(shù)量的腺病毒“雜質”，需要在下游工藝中為純化rAAV付出巨大的努力，這無疑增加了額外的步驟和成本。

因而，時下主流技術是采用質粒轉染（plasmid transfection）的方式生產rAAV。在自然界中，質粒通常存在于細菌中，是一種很小的環(huán)狀或者線狀的雙鏈DNA。作為獨立于染色體外的一種基因存在形式，質?？梢栽诓煌募毦g轉染傳遞攜帶的DNA，因此，是一種非常好的基因傳遞工具。經過改造的質粒能夠將AAV復制的必要基因組轉染到生產載體的“細胞工廠”內，從而在沒有腺病毒輔助的情況下進行rAAV的生產。

雖然質粒轉染的方式避免了腺病毒的引入，從工藝上避免了相關的不安全因素，但局限在于很難放大規(guī)模。 質粒的生產工藝規(guī)模通常限制在200L-500L左右。由于多種質粒需要在短短數(shù)秒的時間內將目的基因導入“細胞工廠”中，因此，隨著規(guī)模增大到一定程度，質粒與細胞間難以在瞬間完成較為充分的混合，“細胞工廠”內不同種類的“質粒生產線”設備難以配套，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，但作為載體的轉染效能不高，難以獲得很好的基因治療效果。

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

由于基因治療產品必須達到一定的劑量才能實現(xiàn)理想的治療效果，因此， 傳統(tǒng)的質粒工藝往往一次生產只能滿足一位患者的治療，具有較高的成本；而TESSA 技術可以實現(xiàn)通過一次性生產，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。

精準調控——將腺病毒打造成“最強輔助”

當創(chuàng)新之路上出現(xiàn)棘手的問題時，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觀點——它勇敢地選擇了來自“自然界”高效的rAAV生產模式，卻又巧妙地將腺病毒的污染降到了最低。

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

因而， TESSA 技術充分利用了腺病毒的生命周期，對此進行了嚴格調控 ，激活其早期階段的基因表達，關閉晚期階段的基因表達，在充分行使“輔助”功能的同時，又不能進行自我復制。 改造后的腺病毒成為了優(yōu)秀的“rAAV生產助手” ，它能夠感染細胞，使得細胞轉變成一個rAAV的“生產工廠”，然后進入自我“沉默”，從而 在rAAV高效量產的同時，充分降低腺病毒對rAAV產品污染，有效抑制了rAAV 生產過程中99.99900%的腺病毒的產生 。

TESSA ，全稱Tet Enabled Self Silencing Adenovirus（四環(huán)素自沉默腺病毒技術）。 研究人員在重組腺病毒的主要晚期啟動子（Major late promoter，MLP）中插入了一個四環(huán)素阻遏（tetracycline repressor，TetR）結合位點，使得其在沒有四環(huán)素存在的條件下僅能完成早期表達。

研究人員進一步將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基因則參與復制和整合，二者對于rAAV的復制和包裝具有決定性作用。 整合后的TESS A 可同時高效遞送rAAV復制所有必要的組分，成為能夠高效進入“細胞工廠”的 “一站式生產線”，顯著地提升了rAAV的產率、實心率和轉染能力。

▲TESSA pro 與TESSA 2.0 生產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）。與依賴質粒的無輔助系統(tǒng)相比，使用TESSA 技術生產rAAV2可使 載體產量增加約40倍 ；在質量方面，AAV載體讓細胞帶有目的基因的 轉染能力累積增加超2400倍以上 （基于TESSA 技術，含基因組的rAAV2可發(fā)生轉染率為1/6，而基于質粒轉染技術，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， 載體的實心率（衣殼內含有基因組）由2-5%增至70% 。

TESSA 技術不僅僅是產量和質量的突破，更加是規(guī)模的突破。與依賴質粒工藝路線不同的是， 通過TESSA 技術，rAAV的生產規(guī)模可以躍升到2000L 。對于基因治療而言，這意味著什么呢？

▲不同技術生產rAAV規(guī)模差異的示意圖

雖然，現(xiàn)在的許多基因治療產品依然是個體化、定制化的。我們可以暢想有一天，基因治療產品如同當下很多常規(guī)的注射藥品一樣，可以預先批量生產。有需要的患者可以在醫(yī)療機構簡單、便捷地即時獲取。

TESSA 技術讓我們離這樣的夢想又接近了一步。它改變了rAAV生產的范式，實現(xiàn)了從低效到高效的躍遷，為產業(yè)提供了一種可規(guī)模化生產、無污染、無轉染試劑和不依賴于轉染的全新選擇。

創(chuàng)新引領——提升基因療法的患者可及性

毫無疑問，TESSA 技術對于全球聚焦細胞與基因療法開發(fā)的創(chuàng)新者而言，是一個振奮人心的突破。當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，并進一步推動細胞和基因療法的可及性，惠及全球病患。

顛覆性的創(chuàng)新永遠都是少有人走的路，但聚力合作、推動創(chuàng)新已成為全產業(yè)的共識與責任。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，雙方會將藥明生基先進的TESSA 專利技術引入亞太地區(qū)。此次合作旨在促進細胞和基因療法領域的科研創(chuàng)新，建立聯(lián)合人才發(fā)展計劃，為行業(yè)培養(yǎng)下一代GMP生產領域的科學家和工程師。

作為一個全球化運營的細胞和基因療法CTDMO，藥明生基獨特的商業(yè)模式將強大的測試能力與工藝開發(fā)及生產平臺能力緊密結合，如用于rAAV生產的TESSA 技術和用于慢病毒穩(wěn)定生產的Lenti解決方案等。通過藥明生基的一體化賦能平臺，所有的測試開發(fā)、生物安全、病毒清除和最終產品放行檢測等環(huán)節(jié)都能在這個平臺上得以實現(xiàn)，幫助客戶大幅縮短先進療法的上市周期。

正如藥明生基首席執(zhí)行官張幼翔博士所展望的那樣：“技術的突破將帶動產業(yè)創(chuàng)新蓬勃發(fā)展。我們期待，隨著載體高品質規(guī)?；a的實現(xiàn)，在提升新一代基因療法的患者可及性的同時，也能夠進一步優(yōu)化現(xiàn)有療法的生產工藝和治療效果，希望不遠的將來，可以造福更多患者?！?/p>

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