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基因治疗重大突破,低剂量低毒性安全有
北京湿疹医院医师 https://m-mip.39.net/disease/mip_8814865.html近段时间，FDA已经暂停多个基因治疗的临床试验。关于基因治疗的安全性问题被推到了风口浪尖。为了提高基因治疗的疗效并降低肝毒性等副作用的风险，麻省理工学院布罗德研究所、哈佛大学的科学家们开发了一组新的腺相关病毒(AAV)载体，最新研究于9月9日公开发表在《Cell》上。该研究表明，与目前用于临床试验的传统载体相比，MyoAAV载体能更有效地靶向肌肉组织，且在肝脏中的积累较少。此外，MyoAAV载体家族在体外人类细胞以及小鼠和猴子细胞中显示出强大的递送治疗基因的能力。研究人员表示，由于效率的提高，这些载体可以在遗传性肌肉疾病中达到疗效，而剂量比传统病毒载体低约到倍，从而降低肝损伤和其他严重副作用的风险。据悉，遗传性肌肉疾病会导致进行性肌肉萎缩并会导致早逝，目前治疗选择很少且无法治愈。基因疗法已在临床试验中显示出治疗肌肉萎缩症亚组的希望，但也面临挑战。需要高剂量的携带治疗基因的病毒载体才能到达全身肌肉，而这些试验中使用的病毒通常更多地进入肝脏而不是肌肉。这导致肝脏中病毒含量高，出现严重的不良副作用，甚至导致一些试验参与者死亡。而此次发表于《Cell》上的MyoAAV载体或能解决以上问题。更多的组织特异性载体靶向肌肉AAV载体是由AAV的外层蛋白质外壳组成的，称为衣壳。为了构建MyoAAVs，Broad团队开发了一个名为DELIVER的平台。该研究的主要作者SharifTabebordbar博士解释说，DELIVER系统允许研究人员在不同的动物模型中筛选数以百万计的衣壳变体，并选择那些可以有效地将遗传物质转移到感兴趣的宿主细胞的变种。Tabebordbar和他的同事从AAV9（一种常用的基因治疗载体）开始，他们将氨基酸片段添加到自然形成的衣壳中。随后，他们将衣壳注射到老鼠和猴子体内，并对动物的肌肉组织进行测序，以确定哪些衣壳成功地传递了基因。随后，他们发现了在肌肉中高度表达的一组衣壳变体具有独特的表面结构，他们从中挑选了MyoAAV1A进行了进一步测试。研究结果显示，在小鼠中注射MyoAAV1A导致骨骼肌中荧光蛋白的表达量比注射AAV9的小鼠高10到29倍。此外，与AAV9相比，MyoAAV1A进入肝脏的量更少，而且与AAV9受体相比，注射MyoAAV1A动物的肝脏中转基因的表达量更低。研究人员还发现，在杜氏肌营养不良（DMD）的小鼠模型中，携带CRISPR-Cas9基因编辑的MyoAAV1A比传统AAV9在更大的水平上恢复了肌肉组织中所需的营养不良蛋白。用这种新型载体治疗的小鼠也表现出更高水平的肌肉力量。此外，该团队还在X-连锁肌管肌病(XLMTM)的小鼠模型中测试了MyoAAV1A，在缺乏Mtm1基因的小鼠中，注射AAV9的小鼠因缺乏疗效于11~21死亡，而所有注射了相同剂量的MyoAAV1A基因疗法的小鼠都存活了下来，表现出与正常小鼠相似的活动水平。值得注意的是，该研究使用的剂量显著低于此前发表的XLMTM基因治疗动物研究中使用的剂量。研究人员指出，这一剂量也比安斯泰来(Astellas)在其基于AAV8的AT临床试验中使用的剂量低倍。低剂量避免肝毒性FDA于年年中暂停了安斯泰来的AT临床试验，此前有三名患者曾接受大剂量的AT基因治疗后死于肝功能衰竭。上周，在一名接受低剂量治疗的患者出现肝功能异常后，安斯泰来再次暂停了这项研究。早前，年宾夕法尼亚大学佩雷尔曼医学院的科学家称，用于治疗脊髓性肌萎缩症而设计的一种功能性SMN基因的高剂量AAV递送导致动物产生严重不良事件，包括一只猴子在急性肝功能衰竭和休克后死亡。肝毒性是基因治疗最常见的副作用之一，是上周FDA顾问委员会举行的为期两天的基因治疗安全会议的一个关键议题。会议期间，该领域专家建议研究人员应该对患者先前存在的肝脏疾病进行更有力的筛查。他们指出，虽然顾问委员没有设定基因治疗剂量的上限，但随着剂量的增加，肝脏问题似乎变得更糟。Broad团队则认为MyoAAV可以在这方面有所改善。Tabebordbar表示:“MyoAAV类衣壳以极低的剂量提供了同等的治疗效果，最重要的是，与野生型衣壳相比，它不以肝脏为靶点。这两个特性使MyoAAV家族衣壳在克服肝脏毒性问题方面具有显著优势。”在进一步分析MyoAAV1A的作用机制后，研究人员发现它的转导依赖于一种被称为整合素的细胞表面结构。基于此，该团队进一步修改了MyoAAV1A上的氨基酸，并利用DELIVER平台来筛选第二代变体。这一过程催生了第二代MyoAAV2A。研究人表明，与基于AAV9的基因疗法相比，低剂量的MyoAAV2A基因疗法导致DMD小鼠模型中多个肌肉群中微肌营养不良蛋白的表达更多、更广泛。与AAV9相比，MyoAAV2A在小鼠不同肌肉组织的每个细胞核中的AAV基因组数高出12至46倍，但在肝脏中的水平却低2.5倍。肌肉疾病以外更广泛的基因治疗用途Tabebordbar说，现在Broad团队正在寻找行业合作伙伴，将致力于将MyoAAV类衣壳推向临床。研究人员表示：“这些载体有潜力推进肌肉定向治疗基因传递，以治疗大量肌肉骨骼类疾病。更广泛地说，通过选择在所需组织或细胞类型中表达转基因的变体，DELIVER可以帮助进化针对任何感兴趣的细胞类型的衣壳变体。该团队还指出，较低的剂量要求还可以降低基因治疗的成本。目前，诺华的AAV9载体SMA基因疗法Zolgensma的定价为.5万美元，是世界上最昂贵的药物。研究人员表示：“我们预计，将DELIVER应用于其他组织和器官系统将对加速基因治疗和其他基因组医学方法的发展和转化产生深远的影响，以治疗各种人类疾病。”
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