意大利米兰圣拉斐尔-特利松基因治疗研究所（SR-Tiget）的科学家团队发现了一个独特的窗口期，即出生后不久，可以通过直接在体内有效靶向循环血液干细胞进行基因治疗。这项发表在《Nature》杂志上的研究，为无需干细胞移植或化疗即可治疗某些遗传性血液疾病开辟了新途径。
SR-Tiget 是国际公认的慢病毒载体基因治疗领先中心，在将前沿研究转化为临床应用方面拥有卓越的业绩。该研究由论文第一作者 Michela Milani 博士在 SR-Tiget 主任 Luigi Naldini 教授和该研究所组长 Alessio Cantore 博士的指导下进行。
使用慢病毒载体的基因治疗在体外应用方面已取得重大临床成功——这意味着患者的干细胞在实验室中进行基因改造，并在化疗后重新输回体内。SR-Tiget 研发的异染性脑白质营养不良 (MLD) 基因疗法就是一个例子，该疗法已在欧洲和美国获得批准。虽然有效，但该疗法具有侵入性且耗费资源。
这项新研究探讨了一种不同的方法：将慢病毒载体直接递送至血液中（体内）。作者发现，新生小鼠（以及出生后两周内）血液循环中的造血干细胞和祖细胞 (HSPC) 数量显著高于老年动物。这一出生后窗口期允许通过全身注射进行基因转移，从而实现长期植入和多谱系血细胞的产生。
该研究的第一作者 Michela Milani 博士说：“出生后，造血干细胞需要从肝脏（它们在妊娠最后几个月一直驻扎在肝脏）转移到骨髓，最终安家落户。我们发现，由于它们在血液循环中如此移动，因此更容易通过静脉输送载体获取，从而进行基因改造，而无需在体外采集和加工它们。”
研究人员在三种遗传疾病的小鼠模型上测试了这种方法：
ADA-SCID，一种因缺乏功能性淋巴细胞而导致的严重免疫缺陷
常染色体隐性骨质硬化症，一种因血液来源的骨重塑细胞受损而导致的骨病
范可尼贫血是一种由DNA修复缺陷引起的骨髓衰竭综合征，尤其对干细胞的影响。范可尼贫血疾病模型的研究由西班牙马德里CIEMAT/CIBERER的Paula Rio和Juan Bueren合作开展。
在这三种模型中，体内基因转移均带来了显著的治疗益处，延长了寿命。值得注意的是，在范可尼贫血症中，经过矫正的干细胞逐渐重新填充血液系统，并防止了骨髓衰竭——这与人类基因治疗研究中观察到的相对于缺陷细胞的生存和生长优势如出一辙。
为了进一步增加循环干细胞的数量并扩大治疗窗口，该团队使用了临床批准的动员药物（G-CSF 和普乐沙福）来迫使干细胞离开其组织微环境，从而实现了更高的基因转移效率，并将治疗/干预窗口扩展到老年小鼠。他们还优化了慢病毒载体，以提高其稳定性和摄取率。
重要的是，研究小组在人类新生儿血液中以及出生后头几个月也检测到了循环造血干细胞（HSPC），这与他们在小鼠中的观察结果一致。这些数据支持了这样的假设：这种机会之窗也可能存在于人类身上。
“这项研究证明了，在生命早期短暂但易于操作的时期，将慢病毒基因体内递送至血液干细胞，可作为一种血液疾病的基因治疗策略。虽然目前与现有的体外疗法相比，其效率仍然有限，但如果在人类婴儿身上复制，或许足以使某些遗传疾病（例如严重的免疫缺陷或范可尼贫血）受益。” Cantore博士说道。
“有趣的是，当我们从成年小鼠或人类血液中提取干细胞时，即使动员起来，它们也需要激活刺激才能实现有效的慢病毒基因转移。相反，在早期阶段，不仅循环中有更多的干细胞，而且它们对基因转移的适应性也更强。进一步的研究将探究这种更高适应性的生物学基础，以及如何在以后的年龄复制这种适应性。”Naldini教授补充道。
