KJ Muldoon, sinh ra tại Bệnh viện Nhi Philadelphia vào tháng 8, đã tìm đến các bác sĩ sau khi được điều trị chứng rối loạn di truyền hiếm gặp bằng công nghệ CRISPR.
Lần đầu tiên, các bác sĩ đã điều trị cho một em bé sinh ra mắc chứng rối loạn di truyền hiếm gặp, đe dọa tính mạng bằng liệu pháp chỉnh sửa gen được các nhà khoa học thiết kế riêng để sửa chữa đột biến đặc biệt của em.
Em bé đã được truyền ba lần chứa hàng tỷ gen chỉnh sửa vi mô, nhắm vào một đột biến trong gan và dường như đã khắc phục được khiếm khuyết này. Các bác sĩ cần theo dõi cậu bé lâu hơn để đánh giá hiệu quả của phương pháp điều trị. Nhưng cho đến nay, liệu pháp đặc trị này dường như đã đảo ngược ít nhất một phần tình trạng của em, giảm nguy cơ tổn thương não và thậm chí có thể tử vong.
“Thật sự rất thú vị”, Tiến sĩ Rebecca Ahrens-Nicklas , phó giáo sư nhi khoa và di truyền học tại Bệnh viện Nhi Philadelphia (CHOP) và Đại học Pennsylvania, người đã điều trị cho cậu bé, chia sẻ. “Cậu bé là một người tiên phong.”
Ahrens-Nicklas và các đồng nghiệp đã mô tả trường hợp này vào thứ năm trên Tạp chí Y học New England và tại một cuộc họp của Hiệp hội Liệu pháp Gen và Tế bào Hoa Kỳ.
“Điều này cho thấy tiềm năng – rằng chúng ta thực sự có thể mở ra cánh cửa cho những phương pháp điều trị mang tính đột phá này cho những bệnh nhân thực sự không còn lựa chọn nào khác”, Ahrens-Nicklas nói với NPR trong một cuộc phỏng vấn. “Khả năng thực sự là vô hạn.”
Tiến sĩ Kiran Musunuru và Tiến sĩ Rebecca Ahrens-Nicklas chụp ảnh chân dung cùng KJ và gia đình cậu bé sau khi truyền dịch.
Cha mẹ của đứa trẻ rất vui mừng khi con trai họ, KJ Muldoon, chào đời tại CHOP vào tháng 8.
Nicole Muldoon, 34 tuổi, sống tại Clifton Heights, Pa., cùng KJ, chồng Kyle và ba đứa con khác, cho biết: “Chúng tôi vô cùng ngạc nhiên khi thấy con trai mình đạt được những cột mốc quan trọng trong quá trình phát triển của trẻ”.
Các bác sĩ đã bắt đầu sử dụng phương pháp điều trị chỉnh sửa gen như CRISPR để điều trị các rối loạn máu di truyền nghiêm trọng như bệnh hồng cầu hình liềm và đang nghiên cứu các liệu pháp chỉnh sửa gen thử nghiệm cho các bệnh khác, bao gồm ung thư , cholesterol cao di truyền và một số dạng mù do di truyền .
Nhưng các bác sĩ, nhiều bệnh nhân và gia đình họ đã thất vọng vì các công ty dược phẩm không có động lực kinh tế mạnh mẽ để phát triển các phương pháp điều trị chỉnh sửa gen cho các chứng rối loạn cực kỳ hiếm gặp, mặc dù hàng triệu trẻ em được sinh ra mỗi năm với hàng nghìn tình trạng có khả năng được chữa khỏi bằng cách chỉnh sửa gen.
Để ứng phó, các nhà khoa học đã và đang cố gắng giải quyết vấn đề bằng cách phát triển một khuôn mẫu cho các nhóm bệnh hiếm gặp có mức độ tương đồng đủ để phương pháp điều trị chỉnh sửa gen cho một bệnh có thể dễ dàng được điều chỉnh cho các bệnh khác. Bằng cách đó, mỗi trường hợp sẽ không phải trải qua quy trình phê duyệt quy định kéo dài, giúp tiết kiệm chi phí và thực tế hơn nhiều.
“Đây là bước đầu tiên quan trọng hướng tới một loại hình y học cá nhân hóa hoàn toàn mới. Tôi nghĩ nó sẽ thay đổi hoàn toàn cách chúng ta hành nghề y, đặc biệt là trong lĩnh vực bệnh hiếm gặp”, Tiến sĩ Kiran Musunuru , giáo sư nghiên cứu chuyển dịch tại Đại học Pennsylvania, người đã làm việc với Ahrens-Nicklas trong trường hợp của KJ, cho biết. “Tôi nghĩ đây chính là tương lai của y học hiện đại.”
Tiến sĩ Kiran Musunuru, bên trái, và Tiến sĩ Rebecca Ahrens-Nicklas đã phát triển liệu pháp chỉnh sửa gen nhắm mục tiêu cụ thể vào gen của KJ Muldoon.
Bất cứ khi nào các nhà khoa học thử nghiệm một phương pháp điều trị mang tính thử nghiệm cao trên bệnh nhân lần đầu tiên, điều đó luôn đặt ra những câu hỏi nhạy cảm, đặc biệt khi bệnh nhân là trẻ em và khi bệnh nhân hoặc gia đình đang tuyệt vọng. Tuy nhiên, hai nhà đạo đức sinh học độc lập đã xem xét trường hợp này cho NPR cho biết các nhà nghiên cứu dường như đã thực hiện các biện pháp phòng ngừa thích hợp.
Tiến sĩ Lainie Ross , giám đốc Trung tâm Đạo đức sinh học của Trường Y và Nha khoa thuộc Đại học Rochester , cho biết: “Điều này rất thú vị và có thể là một bước tiến thực sự”, với điều kiện là các bác sĩ thảo luận về khả năng ghép gan với cha mẹ của KJ.
Laurie Zoloth , một nhà nghiên cứu đạo đức sinh học tại Đại học Chicago, đồng ý rằng: “Nhiều vấn đề đạo đức thực sự đã được giải quyết một cách rõ ràng và cẩn thận”.
Trong bài xã luận đi kèm với nghiên cứu , một cựu quan chức cấp cao của Cục Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm cho biết phương pháp này “có thể mang tính chuyển đổi”.
Tiến sĩ Peter Marks , người gần đây đã bị buộc phải rời khỏi cơ quan này, đã viết: “Mặc dù không phải tất cả các bệnh hiếm đều đủ điều kiện để áp dụng phương pháp chỉnh sửa gen với công nghệ hiện có, nhưng có thể có hàng trăm đến hàng nghìn bệnh có thể được điều trị bằng phương pháp tương tự như phương pháp đã mô tả” .
Trong một bài viết khác đi kèm với báo cáo, Andrea Gropman tại Bệnh viện nghiên cứu trẻ em St. Jude và Alexis Komor tại Đại học California, San Diego cho biết cần phải nghiên cứu nhiều hơn nữa để trả lời nhiều câu hỏi chưa có lời giải, bao gồm cả thời gian điều trị có thể kéo dài bao lâu.
Họ viết: “Việc theo dõi bệnh nhân này trong thời gian dài sẽ rất quan trọng để có được câu trả lời”.
Việc điều trị cho Muldoon được thực hiện sau khi Musunuru, Ahrens-Nicklas và một nhóm nghiên cứu quốc tế đã cố gắng phát triển liệu pháp chỉnh sửa gen cho sáu trẻ em khác mắc bệnh hiếm gặp trước KJ. Nhưng những nỗ lực đó mất quá nhiều thời gian để có kết quả.
Khi KJ chào đời, trông cậu bé có vẻ ổn. Nhưng rồi các bác sĩ nhanh chóng nhận ra cậu bé đang gặp vấn đề.
“Một trong những bác sĩ đã đến gặp chúng tôi và nói: ‘Chúng tôi nghĩ chúng tôi biết chuyện gì đã xảy ra. Con trai của anh chị bị bệnh rất nặng'”, Kyle Muldoon, cha của KJ, cho biết.
Hóa ra, KJ sinh ra đã mắc bệnh carbamoyl phosphate synthetase 1 (CPS1) , một căn bệnh di truyền được gọi là rối loạn chu trình urê . Tình trạng này khiến nồng độ amoniac độc hại tích tụ trong cơ thể trẻ mỗi khi trẻ ăn protein, khiến trẻ dễ bị tổn thương não và thậm chí có thể tử vong.
Sau một ca sinh nở tưởng chừng như khỏe mạnh, Muldoon nhanh chóng nhận ra mình bị bệnh rất nặng. “Mỗi ngày trôi qua, nguy cơ bé bị tổn thương thần kinh do nồng độ amoniac tăng cao lại tăng lên”, Ahrens-Nicklas nói.
Bệnh nhân CPS1 có thể được điều trị bằng thuốc để giảm amoniac trong cơ thể và giảm thiểu tổn thương, nhưng phương pháp điều trị này có thể chỉ hiệu quả một phần. Đôi khi, bệnh nhân có thể được ghép gan, nhưng chỉ khi tìm được người hiến tặng, và phải đợi đến khi trẻ được một tuổi. Đến lúc đó, nhiều người đã bị tổn thương não không thể phục hồi. Vì vậy, các bác sĩ của KJ hiểu rằng thời gian là yếu tố then chốt.
Ahrens-Nicklas cho biết: “Mỗi ngày trôi qua, nguy cơ anh ấy bị tổn thương thần kinh do nồng độ amoniac tăng cao lại tăng lên”.
Cuối cùng, nhóm nghiên cứu đã thành công khi tạo ra liệu pháp chỉnh sửa gen bằng kỹ thuật được gọi là “chỉnh sửa cơ sở”, nhắm mục tiêu cụ thể vào gen của KJ.
“Vì chúng tôi đã dành rất nhiều thời gian cho những buổi tổng duyệt này, nên thực ra chúng tôi đã khá thành thạo trong việc này”, Musunuru nói. “Chúng tôi đã có giải pháp trong tay vài tuần sau khi sinh.”
Sau khi FDA đồng ý đưa ra ngoại lệ đối với các yêu cầu xét nghiệm tiêu chuẩn và cho phép các nhà nghiên cứu thử phương pháp điều trị cho KJ trong trường hợp khẩn cấp, các bác sĩ đã đề nghị phương pháp này cho cha mẹ của em bé.
“Con chúng tôi bị bệnh. Hoặc là chúng tôi phải ghép gan, hoặc là phải cho cháu dùng loại thuốc chưa ai từng dùng trước đây”, Kyle Muldoon nói. “Thật là một quyết định bất khả thi.”
Nicole Muldoon đang bế con trai KJ tại Bệnh viện Nhi Philadelphia vào tháng 8, trước khi phương pháp điều trị chỉnh sửa gen ra đời.
Gia đình Muldoons quyết định đánh cược vào một điều chưa từng có tiền lệ. Cả gia đình Muldoons và các bác sĩ đều hồi hộp vào ngày điều trị 25 tháng 2.
“Lần đầu tiên đưa một loại thuốc mới vào cơ thể trẻ sơ sinh thật đáng sợ”, Ahrens-Nicklas nói. “Chưa ai từng làm điều này trước đây. Chưa ai phát triển được liệu pháp chỉnh sửa gen cá nhân hóa cho trẻ sơ sinh. Đó là một ngày khá căng thẳng nhưng cũng đầy phấn khích. Và đó là một ngày vô cùng trọng đại.”
Mọi người đều thở phào nhẹ nhõm khi em bé ngủ ngon lành suốt hai giờ truyền dịch. Các nhà chỉnh sửa gen vi mô đã nhắm vào một trong những đột biến của KJ để những chiếc kéo phân tử nhỏ xíu có thể thực hiện một loại phẫu thuật di truyền – nghĩa đen là viết lại mã di truyền của em để sửa chữa khiếm khuyết.
“Đây là một dấu hiệu đáng khích lệ đối với chúng tôi”, Ahrens-Nicklas nói.
Phương pháp điều trị này cũng cho phép các bác sĩ giảm một nửa lượng thuốc cần thiết để giúp cơ thể anh loại bỏ amoniac nguy hiểm.
“Đây là một trong những khoảnh khắc mang tính bước ngoặt trong y học”, Fyodor Urnov , giám đốc khoa học của Viện Di truyền học Sáng tạo tại Đại học California, Berkeley, người tham gia nhóm phát triển phương pháp điều trị cho KJ, cho biết.
“Cuối cùng, chúng tôi hy vọng điều này sẽ tạo ra một tiền lệ, giúp chúng ta vững vàng bước vào thế giới của các phương pháp chữa trị di truyền — phương pháp chữa trị bằng CRISPR — theo yêu cầu. Tôi nghĩ chúng ta có thể nói: Đây chính là năm mà phương pháp CRISPR theo yêu cầu thực sự ra đời.”
Hy vọng là phương pháp này không chỉ cho phép các nhà khoa học tạo ra các phương pháp điều trị chỉnh sửa gen nhanh hơn nhiều mà còn ít tốn kém hơn. Các nhà nghiên cứu cho biết họ không thể ước tính chi phí điều trị KJ vì đây là một phần của dự án nghiên cứu.
Những người khác đồng ý.
Tiến sĩ Edward Neilan , giám đốc khoa học của Tổ chức Quốc gia về Rối loạn Hiếm gặp, cho biết: “Tôi nghĩ thật tuyệt vời khi có công nghệ tiềm năng hỗ trợ những bệnh nhân chưa có phương pháp điều trị sẵn có. Điều này rất có ý nghĩa.”
Cha mẹ của KJ mô tả những manh mối nhỏ nhưng quan trọng về những lợi ích mà con trai họ đang được hưởng.
“Ngay cả hôm nay, thằng bé vẫn ăn bơ. Và chúng tôi đã nghĩ, ‘Chúng tôi chưa bao giờ nghĩ điều này sẽ xảy ra,'” Nicole Muldoon kể. “Hôm nay tôi bước vào và thấy thằng bé đang ngồi thẳng một mình trong cũi. Chúng tôi thậm chí còn không biết liệu nó có thể tự làm được việc đó hay không.”
“Anh ấy đã vượt qua một cách tuyệt vời. Anh ấy không gặp bất kỳ biến chứng nào”, Ahrens-Nicklas nói.
Kyle Muldoon chơi với con trai KJ sau khi truyền dịch.
Lần truyền đầu tiên, với liều lượng rất thấp được thiết kế để giảm thiểu mọi rủi ro, không có nhiều tác dụng. Vì vậy, các bác sĩ đã truyền thêm cho KJ hai lần nữa. Và các bác sĩ cho biết những lần truyền đó dường như có hiệu quả mà không gây ra bất kỳ tác dụng phụ nào.
Họ nói rằng anh ấy có thể ăn nhiều protein hơn và đã tăng cân.
Hy vọng là phương pháp này không chỉ cho phép các nhà khoa học tạo ra các phương pháp điều trị chỉnh sửa gen nhanh hơn nhiều mà còn tiết kiệm chi phí hơn nhiều. Các nhà nghiên cứu cho biết họ không thể ước tính chi phí điều trị KJ vì đây là một phần của dự án nghiên cứu được Viện Y tế Quốc gia Hoa Kỳ hỗ trợ.
KJ được chụp ảnh tại Bệnh viện Nhi Philadelphia sau lần truyền dịch thứ ba.
Con trai của họ cũng có thể tự vẫy tay và lăn qua lăn lại – những cột mốc mà không ai nghĩ rằng có thể đạt được, cô nói.
“Điều đó rất quan trọng đối với chúng tôi”, Nicole Muldoon nói.
Nhưng Ahrens-Nicklas đang tỏ ra thận trọng.
“Chúng tôi đã đạt được những tiến bộ thực sự và hiện tại những dấu hiệu rất khả quan”, bà nói. “Nhưng hiện tại chúng tôi vẫn đang trong giai đoạn đầu.”
