重磅登顶Nature | 造血干细胞碱基编辑药物CS-101，让β-地中海贫血患者摆脱输血依赖！

β-地中海贫血是由HBB基因突变引发的常染色体单基因遗传病，患者β-珠蛋白合成异常导致体内缺乏正常血红蛋白，常需终身输血。现有治疗方案各有局限：常规输血联合祛铁存在血源短缺与铁过载损伤风险，异基因造血干细胞移植受配型约束难以普及，传统Cas9基因编辑仍存在安全性与疗效短板。近日，国内多家科研及医疗机构联合正序生物在Nature上发表的题为《Clinical application of base editing for treating β-thalassaemia》的重磅研究证实，基于变形式碱基编辑器tBE （transformer Base Editor）构建的造血干细胞碱基编辑药物CS-101，可在不产生DNA双链断裂的前提下精准调控靶基因表达，有效重建造血功能、提升血红蛋白水平，为输血依赖型β-地中海贫血带来了全新治愈路径。

β-地中海贫血可通过采集患者的造血干祖细胞（HSPCs），体外利用Cas9核酸酶靶向敲除BCL11A红系增强子，再回输编辑后的HSPCs，重建正常血红蛋白生成以实现治疗。但Cas9会诱发DNA双链断裂，存在染色体异常、细胞凋亡等安全隐患，且间接调控模式难以高效提升血红蛋白，部分患者疗效受限。相比之下，变形式碱基编辑器tBE可在HBG1/2启动子的BCL11A结合基序实现高效精准编辑，脱靶风险极低，诱导 γ-珠蛋白表达能力显著优于Cas9。二者本质差异在于：tBE无需造成DNA双链断裂，可直接解除转录抑制，为β-地中海贫血提供了更安全、高效的全新治疗策略。

Figure 1. Design and mechanism of transformer base editor for HBG1/2 targeted C-to-T editing

在该研究中，CS-101由患者自体CD34⁺ HSPCs经tBE在HBG1/2启动子BCL11A结合位点碱基修饰制备而成。具体制备流程包括：采用G-CSF联合plerixafor对患者进行造血干细胞动员，获取外周血单核细胞，在严格控温条件下24 h内转运至生产场地，通过CD34⁺磁珠分选富集CD34⁺ HSPCs。分选后的CD34⁺细胞在添加SCF、TPO、FLT 3L的GMP级别的造血干细胞培养基中预培养，经电穿孔导入gRNA与mRNA完成碱基编辑，培养后进行冻存。CS-101成品经CD34⁺纯度、编辑效率、细胞活力及无菌、支原体和内毒素等多项放行检测合格后运送至临床中心。研究在健康供者与β⁰/β⁺地贫患者来源的CD34⁺ HSPCs中证实，tBE可实现高效定点碱基编辑，显著提升胎儿血红蛋白（HbF）与F细胞（表达HbF的红细胞）比例。碱基编辑后的HSPCs体内造血稳定，无明显脱靶风险。本次Ⅰ期临床试验入组5例重型β-地中海贫血患者，经CS-101治疗后中位随访23.0个月，中性粒细胞与血小板的中位植入时间分别为16天和25天，全部患者达到并长期维持输血非依赖状态，总血红蛋白与胎儿血红蛋白HbF水平稳定显著提升。随访观察显示，全程未检出明显脱靶编辑效应，且未发生与细胞制剂相关的不良临床事件。

Figure 2. Clinical outcomes

综上，本研究证实，以tBE为核心开发的造血干细胞碱基编辑药物CS101注射液，展现出卓越的疗效、良好的安全性及持久的治疗效果，临床应用价值显著，有望成为治疗β-血红蛋白病的best-in-class基因编辑药物。

ACROBiosystems百普赛斯拥有完善的细胞培养平台，遵循GMP标准化质量管理规范，自主开发的产品包括本研究中涉及到的SCF、TPO和FLT 3L生长因子，CD34⁺分选磁珠和安全性检测（内毒素，无菌和支原体检测）试剂盒，可为造血干细胞相关药物管线构建可靠的原料保障与质控体系，使得后续临床试验能够顺利推进。此外，我们还开发了BMP4、VEGF165、FGF basic、IL-3、IL-6等一系列GMP级重组蛋白，并配套开发多款干细胞专用培养基，可为iPSC向HSPCs定向分化、HSPCs基因编辑，以及后续向T/NK免疫细胞、血小板等谱系分化全过程，提供高品质培养因子与体系支持，覆盖从基础研发到临床转化的全流程应用需求。依托稳定成熟的生产工艺，相关产品已助力多家造血干细胞基因编辑管线，iPSC衍生的T/NK细胞、血小板管线进入临床阶段。

• iPSCs differentiate into HSPCs

Morphological characteristics and marker expression of iPSC-derived HSPCs after 14 days of differentiation. Embryoid bodies were generated from iPSCs cultured in mTeSR™ Plus medium, followed by directed differentiation toward HSPCs in StemPro™-34 SFM Complete Medium. These medium supplemented with GMP-grade cytokines, including BMP4 (GMP-BM4H36), VEGF165 (GMP-VE5H23), SCF (GMP-SCFH25), TPO (GMP-THNH25), FLT3L (GMP-FLLH28), FGF basic (GMP-FGCH17), and VEGF165 (GMP-VE5H23), along with additional factors. These cytokines significantly promoted HSPCs differentiation, as evidenced by morphological characteristics and robust expression of hematopoietic stem cell markers CD34 and CD45. Scale bar, 250 μm.

• HSPCs Expansion

Human HSPCs were cultured with medium containing different factors for 9 days. The cell surface markers, CD34 and CD45, were detected with a flow cytometer. The result shows that GMP SCF (GMP-SCFH25), FLT3L(GMP-FLLH28) and TPO(GMP-THNH25) have the better ability to promote HSPCs proliferation of HSPCs than Company P and have similar CD34+CD45+ population compared to Company P.

• 生长因子：

• 激活/分选磁珠：

• 安全性检测试剂盒：

重组C因子内毒素检测试剂盒

支原体快速检测试剂盒 (qPCR)

无菌快速检测试剂盒 (qPCR)