专栏名称: 生物极客
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结合临床试验案例,浅谈腺相关病毒载体在基因治疗领域的应用

生物极客  · 公众号  · 生物  · 2020-08-19 15:44

正文

作为结构精巧且易于改造的病毒类基因转导载体,腺相关病毒(Adeno-associated virus, AAV)近些年在针对遗传性眼病、脊髓性肌萎缩症(SMA)等基因功能障碍性疾病的治疗方案开发领域获得了众多青睐,并实现了以AAV为基因治疗载体的药物上市。同时,其他长期难以被攻克的基因功能障碍性罕见病,如血友病、杜氏肌营养不良症等,也有通过AAV类基因治疗药物获得了长期且显著的药效。因此,AAV是一种极具潜力的基因转导/基因治疗工具,本文将从基因治疗临床试验案例解析的角度,浅谈AAV在不同器官、组织及疾病领域内的应用。


图1. 腺相关病毒(AAV)载体介导的外源基因转导及治疗


1. 以AAV为核心药物的眼部疾病基因治疗


自Luxturna(2018年上市的用于治疗先天性黑朦的AAV药物)通过美国FDS认证后,用于治疗 无脉络 膜症(choroideremia, CHM) 视网膜色素变性(retinitis pigmentosa, RP) 、Usher综合征、Stargardt病、 湿性老年黄斑变性 、色盲、X连锁视网膜劈裂症等眼部疾病的AAV治疗药物先后进入了临床I/II期研究阶段。 AAV2 、AAV4、AAV5及AAV8等在自然界中发现的血清型,以及经过人工遗传学改造的AAV.7m8、AAV2tYF,均在上述临床试验中得到应用,并采用 视网膜下腔注射 玻璃体腔注射 的方式进行给药。从临床试验数据中可见,部分眼病患者在受试过程中获得了显著的治疗效果,且没有表现出严重的药物副作用;也有部分临床试验项目中发生了与预期不符的给药反应,如:治疗效果持续时间不稳定、因视网膜持续病变引起的治疗失败,以及固有免疫反应激活等。

表1. 用于眼部疾病AAV基因治疗药物研发的临床试验(部分)


2. 以AAV为核心药物的神经疾病基因治疗


在神经系统疾病的基因治疗领域, 帕金森氏症(PD) 、芳香-l-氨基酸脱羧酶缺乏症(AADC缺乏症)、 粘多糖贮积症(MPS) 、Batten病、巨轴索神经病(GAN)、 Canavan病(CD, 又名海绵状脑白质营养不良) 及异染性脑白质营养不良(MLD)等疾病,均有利用AAV载体进行基因治疗的临床试验案例。上述AAV药物通过 脑实质内注射 、鞘内注射、 脑室内注射 、软膜下注射或 静脉注射方式 给药,目前尚未有临床试验报道安全性风险案例,且针对AADC缺乏症及Canavan病的 AAV2 类药物收获了显著的治疗效果。

表2. 用于神经疾病AAV基因治疗药物研发的临床试验(部分)


3. 以AAV为核心药物的心脏疾病基因治疗

一般来说,AAV载体可以通过 静脉注射递送 、逆行递送、 冠状动脉顺行递送 、心肌递送、心包膜递送及 心脏手术递送 等方式进入心脏。然而,在心脏病治疗领域,进入临床试验阶段的心脏病AAV基因治疗研究项目屈指可数。将AAV基因治疗在心脏领域的临床/非临床研究进行比较,表明AAV基因治疗在心脏病临床治疗领域进展缓慢的同时,也暗示了该研究方向在未来的巨大空间与潜力。

表3. 用于心脏病AAV基因治疗药物研发的临床试验(部分)


4. 以AAV为核心药物的肌肉疾病基因治疗


随着用于治疗I型脊髓性肌萎缩症的AAV类基因治疗药物Zlogensma通过FDA认证并上市,AAV载体开始充分展现出在肌肉疾病临床治疗领域的优势。目前,针对 杜氏肌营养不良症(DMD) X连锁肌小管性肌病(XLMTM) 等肌肉系统疾病,有多个临床试验已经开展。在相关的临床试验项目中,AAV基因治疗载体一般通过直接肌肉注射的方式实现药物递送。


表4. 用于肌肉疾病AAV基因治疗药物研发的临床试验(部分)


5. 以AAV为核心药物的其他疾病基因治疗

除了上述受关注程度较高的领域外,AAV基因治疗载体还被应用于其他类型疾病的临床治疗药物开发项目中,如: 血友病 、α1抗胰蛋白酶缺乏症(AAT缺乏症,一种 肝、肺隐性遗传病 )、急性间歇性卟啉病(AIP)等,并收获了较为显著的治疗效果。


表5. 用于其他类型疾病AAV基因治疗药物研发的临床试验(部分)



结语


通过对AAV基因治疗药物的临床试验项目的简单整理和分析,我们可以看到:

1.    AAV是优秀的遗传性疾病的治疗药物载体,在眼、神经、心脏、肝、肺、肌肉、血液等多个器官/组织均表现出较好的基因递送功能;

2.    多种天然AAV血清型可以在一定程度上支持基因治疗药物的器官/组织特异性递送;

3.    AAV的衣壳蛋白允许进行人工改造,从而实现基于特定研究/医疗目的的定向进化。




合生基因





合生基因拥有独立的腺相关病毒研发及生产实验室,可以为科研/临床工作者提供各类型的AAV基因递送载体,并支持基于基础科研或药物研发目的的横向/纵向AAV基因治疗辅助研发合作。


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