Blood disorders caused by abnormal β-globin — β-thalassaemia and sickle cell disease — are the most prevalent inherited disorders worldwide, with patients often remaining dependent on blood transfusions throughout their lives. So a report of the successful use of gene therapy in a case of severe β-thalassaemia — using a lentiviral vector expressing the β-globin gene — is an eagerly awaited event. More than two years after gene transfer, the adult male patient has been transfusion-independent for 21 months. The therapeutic benefit seems to result from a dominant, myeloid-biased cell clone that may remain benign, although it could yet develop into leukaemia — a reminder that gene therapy is still at an early stage. Disorders caused by abnormal β-globin, such as β-thalassaemia, are the most prevalent inherited disorders worldwide. For treatment, many patients are dependent on blood transfusions; thus far the only cure has involved matched transplantation of haematopoietic stem cells. Here it is shown that lentiviral β-globin gene transfer can be an effective substitute for regular transfusions in a patient with severe β-thalassaemia. The β-haemoglobinopathies are the most prevalent inherited disorders worldwide. Gene therapy of β-thalassaemia is particularly challenging given the requirement for massive haemoglobin production in a lineage-specific manner and the lack of selective advantage for corrected haematopoietic stem cells. Compound βE/β0-thalassaemia is the most common form of severe thalassaemia in southeast Asian countries and their diasporas1,2. The βE-globin allele bears a point mutation that causes alternative splicing. The abnormally spliced form is non-coding, whereas the correctly spliced messenger RNA expresses a mutated βE-globin with partial instability1,2. When this is compounded with a non-functional β0 allele, a profound decrease in β-globin synthesis results, and approximately half of βE/β0-thalassaemia patients are transfusion-dependent1,2. The only available curative therapy is allogeneic haematopoietic stem cell transplantation, although most patients do not have a human-leukocyte-antigen-matched, geno-identical donor, and those who do still risk rejection or graft-versus-host disease. Here we show that, 33 months after lentiviral β-globin gene transfer, an adult patient with severe βE/β0-thalassaemia dependent on monthly transfusions since early childhood has become transfusion independent for the past 21 months. Blood haemoglobin is maintained between 9 and 10 g dl−1, of which one-third contains vector-encoded β-globin. Most of the therapeutic benefit results from a dominant, myeloid-biased cell clone, in which the integrated vector causes transcriptional activation of HMGA2 in erythroid cells with further increased expression of a truncated HMGA2 mRNA insensitive to degradation by let-7 microRNAs. The clonal dominance that accompanies therapeutic efficacy may be coincidental and stochastic or result from a hitherto benign cell expansion caused by dysregulation of the HMGA2 gene in stem/progenitor cells.

Summ a r ySickle cell disease results from a homozygous missense mutation in the β-globin gene that causes polymerization of hemoglobin S. Gene therapy for patients with this disorder is complicated by the complex cellular abnormalities and challenges in achieving effective, persistent inhibition of polymerization of hemoglobin S. We describe our first patient treated with lentiviral vector-mediated addition of an antisickling β-globin gene into autologous hematopoietic stem cells.Adverse events were consistent with busulfan conditioning.Fifteen months after treatment, the level of therapeutic antisickling β-globin remained high (approximately 50% of β-like-globin chains) without recurrence of sickle crises and with correction of the biologic hallmarks of the disease.(Funded by Bluebird Bio and others; HGB-205 ClinicalTrials.govnumber, NCT02151526.)S ickle cell disease is among the most prevalent inherited monogenic disorders.Approximately 90,000 people in the United States have sickle cell disease, and worldwide more than 275,000 infants are born with the disease annually. 1,2Sickle cell disease was the first disease for which the molecular basis was identified: a single amino acid substitution in "adult" β A -globin (Glu6Val) stemming from a single base substitution (A→T) in the first exon of the human β A -globin gene (HBB) was discovered in 1956. 3Sickle hemoglobin (HbS) polymerizes on deoxygenation, reducing the deformability of red cells.Patients have intensely painful vaso-occlusive crises, leading to irreversible organ damage, poor quality of life, and reduced life expectancy.Hydroxyurea, a cytotoxic agent that is capable of boosting fetal hemoglobin levels in some patients, is the only disease-modifying therapy approved for sickle cell disease. 4llogeneic hematopoietic stem-cell transplantation currently offers the only curative option for patients with severe sickle cell disease. 5,6However, fewer than 18% of patients have access to a matched sibling donor. 7,8Therapeutic ex vivo gene transfer into autologous hematopoietic stem cells, referred to here as gene therapy, may provide a long-term and potentially curative treatment for sickle cell disease. 9e previously reported proof of effective, sustained gene therapy in mouse mod-

Sickle cell disease (SCD) is caused by a single point mutation in the human β A globin gene that results in the formation of an abnormal hemoglobin [HbS (α 2 β S 2 )]. We designed a β A globin gene variant that prevents HbS polymerization and introduced it into a lentiviral vector we optimized for transfer to hematopoietic stem cells and gene expression in the adult red blood cell lineage. Long-term expression (up to 10 months) was achieved, without preselection, in all transplanted mice with erythroid-specific accumulation of the antisickling protein in up to 52% of total hemoglobin and 99% of circulating red blood cells. In two mouse SCD models, Berkeley and SAD, inhibition of red blood cell dehydration and sickling was achieved with correction of hematological parameters, splenomegaly, and prevention of the characteristic urine concentration defect.

Donor availability and transplantation-related risks limit the broad use of allogeneic

Abstract Isoelectric focusing on slabs of acrylamide gel was adapted for the screening of abnormal hemoglobins, the characterization of 70 human variants, and the study of minor fractions of normal hemoglobin. The screening method was as fast and inexpensive as conventional techniques, allowed the simultaneous analysis of some 50 samples of whole blood, and yielded resolution superior to that obtained by other methods with hemolysates. Among the 70 variants, 31 mutants could not be separated from HbS by cellulose acetate electrophoresis. The characterization technique of electrofocusing allowed us to distinguish between most variants. Only one mutant, Hb Galveston, could be confused with HbS. Hb Koln, the most frequent unstable mutant, exhibited a special pattern. HbA1C was separated from HbA. Preliminary results indicate that quantitation of HbA1C by gel scanning is feasible.