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科研突破:新型AAV载体,让基因疗法更安全有效
时间:2021-09-28 13:53:17  作者:lfy  来源:生物谷
再生医学网获悉,近日,Broad研究所和哈佛大学的研究人员开发了一种新型腺相关病毒(AAV)运载工具,研究成果近期发表在顶级期刊Cell上。
  随着再生医学的兴起,特别是基因疗法的问世,为临床医学提供了绝佳的转变契机。尤其是在癌症等恶性疾病的治疗领域,各类型的基因疗法发挥出了神奇的作用,并取得了令人侧目的应用成绩。不过,基因疗法并非“万金油”,同样也存在一定的问题。

  再生医学网获悉,近日,Broad研究所和哈佛大学的研究人员开发了一种新型腺相关病毒(AAV)运载工具,研究成果近期发表在顶级期刊Cell上。
  这项研究主要针对遗传性肌肉疾病,此类疾病可选择的治疗手段非常有限。一些基因疗法利用AAV载体将功能失调基因的正常副本传递到细胞内,但在临床试验中发现,在神经肌肉疾病患者中,大量治疗基因都滞留在肝脏中,需要的载体剂量非常高,且往往导致严重的肝毒性等副作用。
  Tabebordbar博士等人发现的新型AAV载体被称作MyoAAV,利用团队开发的DELIVER(利用转基因RNA体内表达的AAV衣壳定向进化)平台获得。MyoAAV可将治疗性基因或CRISPR-Cas9基因编辑系统定向传递到肌肉系统。利用此项发现,研究人员以低剂量的病毒载体显着改善了小鼠的杜氏肌营养不良(DMD)和X连锁肌管性肌病(XLMTM)两种严重肌肉疾病。
  Tabebordbar等人从常见的基因治疗载体AAV9出发,在天然衣壳中添加氨基酸片段并注入小鼠和猴子体内,再对动物的肌肉组织进行测序以识别成功转基因的衣壳。Tabebordbar等人发现一组衣壳蛋白变体可在肌肉细胞中高度表达,他们选择了MyoAAV进行进一步测试。
  与传统AAV9病毒载体相比,MyoAAV的优势主要为以下3点:
  优势一:特异性靶向肌肉组
  研究结果显示,在小鼠体内注射MyoAAV 1A后,与注射AAV9的小鼠相比,骨骼肌中荧光蛋白的转基因表达高出10-29倍,且进入肝脏的MyoAAV 1A数量也更少。
  Tabebordbar等人在DMD和XLMTM小鼠模型中使用MyoAAV 1A后均表现出积极的效果。结果显示在DMD小鼠中,与AAV9载体相比,携带CRISPR-Cas9基因编辑系统的MyoAAV 1A将骨骼肌中的缺乏肌营养不良蛋白表达提高至更高的水平。在XLMTM小鼠模型中,经过MyoAAV 1A载体治疗后小鼠都存活下来,并表现出与正常小鼠接近的活动水平。
  优势二:剂量低,可减轻肝毒性等风险
  肝毒性是基因治疗常见的副作用之一。2020年中,安斯泰来针对XLMT的AT132高剂量临床研究因出现肝功能衰竭等严重副反应被搁置。今年9月1日,因患者出现肝功能异常,FDA再次叫停AT132的低剂量临床研究。
  9月2日-3日,FDA咨询委员会会议还就“AAV基因治疗的安全性”与多位治疗专家展开了讨论。会议期间,专家建议研究人员对患者先前存在的肝脏疾病进行更严格的筛查,以降低高剂量基因治疗对肝脏的影响。
  Tabebordbar等人认为MyoAAV的两大特点可有效避免肝毒性,一是MyoAAV起到相同的治疗效果需要的剂量非常低,二是其不会在肝脏中滞留。
  在对MyoAAV 1A的机制深入研究后,Tabebordbar等人又利用DELIVER平台筛选获得了二代载体MyoAAV 2A。结果显示与基于AAV9的基因疗法相比,MyoAAV 2A携带的基因可在小鼠不同肌肉组织中更广泛地表达。具体来说,在肌肉组织中的基因组数量提升12-46倍,而肝脏中的基因组数量降低2.5倍。
  值得注意的是,该研究中使用的载体剂量明显低于之前报道的XLMTM基因疗法动物研究。另外,该研究比安斯泰来基于AAV8载体的AT132临床研究使用剂量低100倍。
  优势三:不局限于肌肉疾病,应用广泛
  研究人员表示,这类载体的发现有革新多种肌肉骨骼疾病基因治疗方法的潜力。Tabebordbar补充道,通过选择在所需组织或细胞类型中表达转基因的变异体,DELIVER平台可以帮助获得衣壳变异体,以靶向任何所需细胞类型。
  近年来,有关基因疗法安全性的疑虑一直萦绕在医学界。这也使得许多人开始质疑并反对基因疗法。对此,再生医学网表示,从这一角度来看,该项研究成果的问世可谓是一场“及时雨”。相信随着新型AAV载体的成熟应用,定能够大幅度提升基因疗法的安全性。
关键字:基因疗法,AAV载体,再生医学,临床医学
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