前言

在运动中的一个小小碰撞，对我们普通人而言似乎无足轻重。但是这样的碰撞，对血友病患者来说就可能会造成一片青紫甚至出血不止。因此，血友病患者也被称作“玻璃人”。他们无法和我们正常人一样肆意在公园里奔跑，在草坪上蹦跳，既碰不得，更摔不得.....一旦受到外力创伤，轻则流血不止，严重者则会由于持续出血出现关节病变进而摧残身体健康，而这种疾病的罕见性也让患者在诊疗上感到格外孤独无助。今天，也就是2020年的4月17日，是第32个世界血友病日。今年的主题是“援助+团结”（Get + involved），呼吁每一个人积极行动起来，从身边做起，全球协作，共同为实现世界血友病联盟WFH的愿景——“救治所有的患者”而努力。在今天这个特殊的日子里，让我们一同走近血友病，为全世界的血友病患者祈福！

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世界血友病日

血友病（hemophilia），这一古老的遗传病其实已经伴随人类走过了两千年。时至今日，仍然是人类社会中常见的一类遗传疾病。根据麦克马斯特大学研究人员领导的一项最新数据显示，全球有超过112.5万名男性患血友病，是已知数量的3倍，其中41.8万人患有重度血友病[1]。

为了纪念世界血友病联盟（WFH）发起人--加拿大籍的法兰克·舒纳波先生（Mr. Frank Schnabel) 对于血友病患者治疗与关爱的贡献，以及唤起社会大众对于血友病的正确认知，自1989年起，WFH特别选中他的生日4月17日作为“世界血友病日”。每年到了这天，世界血友病联盟都会举办活动，同世界各地血友病患者共度节日。直到今天，已经是第32个年头了。世界血友病日的提出使得大众对于血友病患者越来越关心，也给了血友病患者太多的温暖。接下来，就让我们一起了解血友病这一遗传罕见病。

图1 世界血友病日主题图案

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走近血友病：历史与病因

1.血友病的历史

早在公元100年，犹太人就从男婴的割礼仪式中认识到了某种可能在兄弟之间存在关联性的出血现象。而这，就是我们今天所熟知的血友病。血友病这一词正式出现于1823年，德国人斯考雷恩首次使用它来说明出血问题。到了1828年，血友病这一词首次出现在斯考雷恩学生的一篇论文题目中，并从此专门用来指遗传性凝血障碍。世界上最有名的血友病家系莫过于英国维多利亚女王及其子孙遍及的整个18世纪的欧洲皇室。女王的儿子莱尔庞德查明患有先天性血友病。而她的两个女儿则是血友病携带者，并随着皇室的联姻把这种被称之为“皇室病”的血友病传播到整个欧洲和俄国的皇室家庭。

直到1939年，人们才首次证实，血友病的发生是由于凝血因子出现了功能性缺陷。随着现代生物学的发展与进步，血友病的整个遗传机制已经得到阐明。血友病是一种X染色体连锁的隐性遗传病，是由于X染色体上编码凝血因子的基因发生突变引起的凝血功能障碍性疾病。如下图所示，凝血因子在凝血过程中的级联反应正如多米诺骨牌的推倒过程。血友病患者往往在中下游出现级联反应的阻断，最终无法正常凝血。

图2 凝血过程简图与血友病分类

2.血友病分类

根据凝血因子缺失类型的不同，血友病主要分为A型（凝血因子F8缺陷）和B型血友病（凝血因子F9缺陷）。其中A型血友病占到80% ，其余20%为B型血友病[2]，由于男女性染色体的组成差异，血友病这一疾病多发于男性。在全球，每10万名男性中，就有21人患有A型或B型血友病，其中7人病情严重。在新生儿中，每10万名男婴中有29名患有A型或B型血友病，其中12名患有重度血友病[1]。

图3 血友病的遗传图示。全红色为血友病患者，红线框为血友病携带者，黑线框为健康者[2]

按凝血因子表达水平的不同被分为三类：

  • 重症血友病患者占比为60%，凝血因子水平低于1%；

  • 中症血友病患者占比为15%，凝血因子水平在1-5%之间；

  • 轻症血友病患者占比为25%，凝血因子水平为6-30%。

其中重症血友病患者仅需将凝血因子水平提升到5%以上就能明显减少患者的流血次数，从重度变为轻度，极大地改善病人的生活质量。因此，提升患者血液中的凝血因子水平，成为了长期以来治疗血友病的出发点，同时也是治疗的根本任务。

图4 血友病严重程度分类[2]

03

临床疗法有限，因子替代为主选

目前，临床上治疗血友病的最常用疗法是因子替代疗法（Factor replacement therapy, FRT），即使用血浆衍生物或重组凝血因子，不仅可以在出血时按需使用，也可在未出血时进行预防。重组F8因子（rF8）或重组F9因子（rF9）既可以有标准半衰期（standard half-life, SHL），类似于直接由血浆衍生的对应蛋白，也可以有增长半衰期（extended half-life, EHL）。由于EHL产品有着更长的半衰期，故而可以减少给药次数。

随着科技的进步，EHL产品的开发已经日趋成熟。目前主要使用的两类生产方式为：

  • 聚乙二醇化，代表上市药物：BAX855, Adynovate，Shire公司研发，用于A型血友病治疗；

  • 蛋白质融合，代表上市药物：Eloctate/Elocta，Bioverativ公司研发，用于A型血友病治疗；Idelvion，CSL Behring公司研发，用于B型血友病治疗

表1 F8因子药物开发一览。表中上半部分为传统F8药物，下半部分为FHL-F8药物[4]

然而，实践结果显示，不管采用何种蛋白质工程方式对因子进行改造，到目前为止，大幅度延长F8半衰期的尝试都没有起到应有的作用，一些接受治疗的患者不得不每隔一天注射这些EHL因子产品。相反，通过聚乙二醇化或蛋白质融合，F9半衰期大大延长，大部分患者的注射周期延长到了10-14天。不过也正是由于F8因子在EHL上仍存在的缺口和市场潜力，龙头药企仍然没有放弃对于EHL-F8产品进行开发。拜耳公司的BAY 94-9027和诺和诺德公司的N8-GP都是正在为A型血友病患者进行二期开发的聚乙二醇化重组F8分子，它们可能是第二和第三个进入市场的聚乙二醇化EHL-F8产品。

表2 F9因子药物开发一览。表中上半部分为传统F9药物，下半部分为FHL-F9药物[4]

整体而言，FRT在很大程度上缓解了广大血友病患者的止血障碍问题。可是，尽管大多数血友病患者可以通过因子注射替换缺失的凝血因子来治疗，但机体内对药物蛋白产生抗体仍然是使用FRT进行治疗时不可忽视的问题。因此，科学家和各大药物公司也同时注重于对因子抑制剂（抗药物抗体）进行开发[3]。同时，长期进行蛋白因子注射，也给患者的身体和经济带来了沉重负担。因此，在FRT之外，科学家和药企也在不断寻找新的血友病治疗方式。

04

新兴疗法的出现：未来的希望

1.非因子疗法——另辟蹊径的治疗策略

正如图2所示的那样，凝血过程是一个多种凝血因子参与的级联反应。那么，如果我们对凝血级联反应的负调节因子进行抑制，那么剩余的凝血因子对应产生的凝血酶的量理论上应该得到增加，从而产生足够的凝血酶来阻止或防止出血。很多科研团体和制药公司也抓住了这一点，因此，非因子疗法（Non-factor therapy）的概念便在这样的背景下被提出了。

这些方法包括使用小干扰RNA（siRNA）在翻译前降解编码抗凝血酶III（antithrombin III, ATIII）的mRNA ，用中和抗体阻断组织因子途径抑制物（tissue factor pathway inhibitor, TFPI），并用修饰的serpin或中和抗体11靶向活化蛋白C（activated protein C, APC）（见表3）。临床前研究的相关数据表明，这些方法均可在一定程度上缓解A型和B型血友病患者的病情。这种非因子疗法采用皮下给药，可以减轻FRT静脉注射的负担。而且由于非因子疗法的药物对象是凝血级联反应中的负调节因子而不是如F8或F9这样的凝血因子，因此一个药物可以同时治疗A型或B型血友病。不过，不论是使用哪一种产品，体内止血途径的正常平衡都发生了改变。而且如果药物剂量使用不当，仍可能产生过量凝血酶进而造成血栓等副反应[4]。

表3 血友病非因子治疗药物开发一览[4]

2.基因治疗——血友病长期治愈的希望

  • AAV载体是最佳选择

自从F8和F9 cDNA的原始克隆和重组蛋白的出现，许多科学家便提出用基因治疗来替代A型或B型血友病患者的缺失因子。现在，基因治疗已经成为了血友病治疗中最受关注的热点领域。截止目前，主要的药物开发和临床试验都集中在利用不同血清型的腺相关病毒（AAV）载体进行体内的基因递送。

AAV是一种非整合型的载体，来自不同血清型的AAV载体具有不同的组织亲和性，以AAV8为例，它可以高效且特异地将外源基因递送入肝脏细胞，并分泌到血液中。AAV载体的优势（对于AAV载体介绍可参见邦耀实验室前期的推文）及其优化也推进了血友病基因治疗药物的研发。

图5 AAV载体在血友病基因治疗中的历史沿革[5]

  • 基因治疗药品开发势头强劲

在国际上，Spark公司是血友病基因治疗领域的领军者。它与辉瑞联合开发的基因疗法SPK-9001在治疗B型血友病患者的1/2期临床试验中也表现出良好疗效，结果显示，FIX活性水平范围在第6周时为正常表达水平的14％至68％，在第8周时为16％至78％，在12周时为14.3％至76.8％（平均为35.5％），并使年出血率降低了97％。而其开发的针对A型血友病的SPK-8011也在1/2期临床中取得了较好成果。它们也成为了Spark公司的明星产品。

紧随其后的是BioMarin，它是第一家为A型血友病开发基因疗法的公司。而且在A型血友病治疗上，BioMarin具有绝对优势。它旗下开发的ValRox已于去年11月和12月分别向欧洲药品管理局（EMA）和美国食品药品监督管理局（FDA）提交了上市申请，目前已经进入了审批阶段。这也意味着，ValRox有望成为全球第一款上市的血友病基因治疗药物。当然，uniQure和Sangamo Therapeutics等公司的血友病基因治疗产品同样备受瞩目[4]。下表便是目前正在进行临床试验的全部基因治疗药物及在ClinicalTrials 网站上注册的全部基因治疗临床试验总结。

表4 血友病基因治疗药物开发一览[4]

表5 已注册的全部基因治疗临床试验一览。目前，在ClinicalTrials上注册的A型血友病临床试验和B型血友病临床试验各有10项，共20项，主要采用AAV作为递送载体[6]

  • 基础研究一再取得重大进展

虽然AAV衣壳蛋白的免疫原性等问题使得基因治疗同样在疗效上存在一定程度上的担忧，不过这仍然没有阻止科学家们停下研究基于AAV的基因治疗的脚步。尤其是伴随着基因编辑工具的出现，在基础研究领域，血友病的基因治疗更是取得了重大突破。

2011年，Li等首先利用ZFN结合AAV载体，将F9 cDNA通过尾静脉注射导入到小鼠体内并实现了有效的整合[7]。邦耀生物科学家李大力研究员也在B型血友病小鼠中首次利用CRISPR/Cas9 技术修复突变的F9基因，结果表明只需修复肝细胞中0.6%的F9基因突变就有显著疗效[8]。

在实践中，科学家们也发现，在肝细胞中，白蛋白（Albumin，Alb）是一个很有潜力的外源基因插入位点。Katherine在2015年通过ZFN在Alb位点上通过非同源末端连接（NHEJ）插入BDD-F8和F9 cDNA实现了A型和B型血友病小鼠的基因治疗[9]。Applied StemCell公司的Chen-Tsai RY[10]和中国医科院血液研究所张孝兵、程涛团队[11]也先后发文，应用AAV递送CRISPR/Cas9系统，在Alb位点通过NHEJ插入BDD-F8 cDNA实现了A型血友病小鼠的治疗。这些研究都启示我们，基于AAV载体和CRISPR/Cas技术的基因治疗方案，或许会在未来为血友病患者提供更多，更新和更有效的治疗策略。

05

新兴疗法--市场潜力巨大

血友病的药物市场一直发展良好，而且伴随着新疗法的出现，未来的市场潜力更是不可估量。以欧洲和美国为例，2017年，欧盟5国（法国、德国、意大利、西班牙和英国）和美国血友病药品市场年销售额合计达65亿美元。而未来的市场价值预计将大幅增长，到2027年将达到100亿美元（图1）。

血友病药物开发的强劲表现（尤其是A型血友病），将大大促进这一销售增长。整体而言，A型血友病是一个比B型血友病更具商业吸引力的领域，因为它有更庞大的病人群体，而且目前得到广泛应用的治疗方案并没有特别明显地改善患者的患病情况。而B型血友病由于稳定有效的EHL产品已经占据了足够大的市场，未来的新型药物必将面临更为激烈的竞争。不过，我们仍然可以乐观畅想：在未来，新型的非因子疗法和基因疗法会逐步占据原有FRT的市场份额，并在21世纪的第2个20年内，取得更多更大的突破。

图6 血友病药物市场及其销售额预测。销售数据来自欧盟5国（法国、德国、意大利、西班牙和英国）和美国[3]

06

总结与展望

上述介绍，相信大家已经对血友病及其治疗有了初步的认识，我们也希望，越来越多的人能够关注血友病，并且加入到关心帮助这一遗传疾病的队伍行列中。而且，伴随着现代生物学和转化医学的进步，已经有越来越多新的方案，有价值的方案被提出。未来，相信我们可以看到：

  • 社会的关怀更多增长

目前，全球各地的血友病组织愈发完善，社会公益组织也在团结努力，为血友病患者献上爱心。以我们身边为例，上海市血友病关爱之家，上海市罕见病关爱之家等团体每年都会组织形式多样的活动呼吁大家关注血友病，并多次走近儿童医院，关爱身患血友病的孩子们。北京市也成立了：血友之家-小红人志愿者联盟，关注患者和家属的心理疏导，并对血友病儿童进行功课教学与补习、平时陪伴等爱心服务。相信这样的关怀会随着社会的不断宣传而不断增长，就像本次世界血友病日的主题所述：援助+团结！

  • 治疗的策略越发丰富

不论是基础科研的进步还是药物市场的驱动，治疗策略的丰富是未来20年的必然趋势。我们有理由乐观，更丰富的治疗策略可以带来更多的临床试验数目，这将为许多血友病患者增加免费的受试契机。此外，越来越多的药物也会随之涌现（尤其是基因治疗药物），为血友病患者带来更多选择。

  • 药物的价格日趋亲民

目前，血友病的治疗价格还是较为昂贵的。据统计，全球患者血友病药物的平均治疗年成本超过27万美元[4]。在国内，由于蛋白因子价格较为昂贵，很少有患者坚持用因子进行预防治疗，往往是有了比较严重的出血才会用使用一次因子。对于这样的国内家庭，每年治疗成本也平均需要4万人民币[12]。在未来，随着制药产业的良性发展和市场监督体系的增强，我们相信国产药物价格会更亲民，进口药物也会做好调整，真正为广大血友病患者谋福祉。

邦耀生物作为一家以基因编辑技术引领创新的高新企业，一直致力于探索和开发突破性的疗法，预防和治疗威胁人类生命的疾病，而血友病也一直是我们关注的对象。让我们在第32个世界血友病日到来之际，再次为全世界的“血友”们，送上我们最美好的祝愿：血友病，我们一定可以战胜的！

END

参考文献：

[1] Iorio A, Stonebraker JS, Chambost H, et al. Establishing the Prevalence and Prevalence at Birth of Hemophilia in Males: A Meta-analytic Approach Using National Registries. Ann Intern Med. 2019.

[2] Savage N. Born in the blood. Nature. 2014;515(7528):S158-S519.

[3] Brown K, Green G. The haemophilia drug market. Nat Rev Drug Discov. 2018;17(8):541-542.

[4] Peters R, Harris T. Advances and innovations in haemophilia treatment. Nat Rev Drug Discov. 2018;17(7):493-508.

[5] Dunbar CE, High KA, Joung JK, et al. Gene therapy comes of age. Science. 2018; 359(6372):eaan4672.

[6] Perrin GQ, Herzog RW, Markusic DM. Update on clinical gene therapy for hemophilia. Blood. 2019;133(5):407-414.

[7] Li H, Haurigot V, Doyon Y, et al. In vivo genome editing restores haemostasis in a mouse model of haemophilia. Nature; 2011, 475: 217-221.

[8] Guan Y, Ma L, Li Q, et al. CRISPR/Cas9 mediated somatic correction of a novel coagulator factor IX gene mutation ameliorates hemophilia in mouse. EMBO Mol Med, 2016; 8 (5): 477-488.

[9] Sharma R, Anguela XM, Doyon Y, et al. In vivo genome editing of the albumin locus as a platform for protein replacement therapy. Blood. 2015;126(15):1777-1784.

[10] Chen H, Shi M, Gilam A, et al. Hemophilia A ameliorated in mice by CRISPR-based in vivo genome editing of human Factor VIII. Sci Rep. 2019;9(1):16838.

[11] Zhang JP, Cheng XX, Zhao M, et al. Curing hemophilia A by NHEJ-mediated ectopic F8 insertion in the mouse. Genome Biol. 2019;20(1):276.

[12] 中华医学会血液学分会血栓与止血学组，中国血友病协作组. 血友病诊断与治疗中国专家共识(2017年版). 中华血液学杂志. 2017;37(5):364-370.

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