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5篇新英格兰医学杂志文章(总IF达到400)揭示基因治疗最新研究成果时间:2018-07-24


背景介绍

在医学领域,基因疗法(也称为人类基因转移)是将核酸作为治疗疾病的药物输送到患者细胞中的治疗方法。修改人类DNA的第一次尝试是由Martin Cline在1980年进行的,但是由美国国立卫生研究院批准的第一次成功的人类核基因转移是在1989年5月进行的。在1989年至2016年2月期间,进行了2,300多项临床试验,其中一半以上处于第一阶段。并非所有引入患者基因组成改变的医疗程序都可视为基因治疗。一般发现骨髓移植和器官移植可将外源DNA引入患者体内。


反义疗法是遗传疾病或感染的一种治疗形式。当已知特定基因的基因序列是特定疾病的原因时,有可能合成一条核酸链(DNA,RNA或化学类似物),它将与由此产生的信使RNA(mRNA)结合,从而有效地将该基因“关闭”。


反义寡核苷酸已被研究作为潜在药物用于癌症(包括肺癌,结肠直肠癌,胰腺癌,恶性胶质瘤和恶性黑色素瘤),糖尿病,肌萎缩侧索硬化症(ALS),肌营养不良,脊髓性肌萎缩,共济失调 - 毛细血管扩张症和哮喘,关节炎和有炎症成分的脓包皮炎等疾病。截至2016年,美国食品和药物管理局(FDA)批准了几种反义药物:fomivirsen作为巨细胞病毒视网膜炎的治疗方法,mipomersen用于纯合子家族性高胆固醇血症,eteplirsen用于Duchenne肌营养不良症,nusinersen用于脊髓性肌萎缩。


2018年7月5日,Adams等人在新英格兰医学杂志在线发表题为“Patisiran, an RNAi Therapeutic, for Hereditary Transthyretin Amyloidosis”的研究论文,该论文揭示了patisiran改善了遗传性转甲状腺素蛋白淀粉样变性的多种临床表现;Benson等人在新英格兰医学杂志在线发表题为“Inotersen Treatment for Patients with Hereditary Transthyretin Amyloidosis”的研究论文,该论文揭示了Inotersen改善了遗传性转甲状腺素蛋白淀粉样变性患者的神经系统疾病和生活质量;同时这一期的新英格兰医学杂志发表了题为“Oligonucleotide Drugs for Transthyretin Amyloidosis”的点评,高度赞赏这2个临床试验,认为Adams等人和Benson等人的试验代表了一个里程碑:他们一起表明,通过使用全身给药的寡核苷酸药物,可以减缓并可能改善周围神经系统疾病的进展速度;2018年4月19日,哈佛医学院Leboulch等研究组在新英格兰医学杂志发表题为“Gene Therapy in Patients with Transfusion-Dependent β-Thalassemia”的研究论文,该研究论文用BB305载体转导的自体CD34 +细胞的基因治疗减少或消除了对22名患有严重β地中海贫血的患者长期红细胞输血的需要,而没有与药物产品相关的严重不良事件。 这也是为基因治疗拉开了新篇章,给基因治疗领域极大的鼓舞作用。由于这研究具有里程碑的意义,新英格兰医学杂志的给予了高度赞赏,出版了专门的点评文章。


1、Patisiran,一种RNAi治疗药,用于治疗遗传性甲状腺素转移性淀粉样变性病



遗传性转甲状腺素蛋白淀粉样变性是一种常染色体显性遗传,多系统,进行性,危及生命的疾病,由编码转甲状腺素蛋白(TTR)(又称前白蛋白)的基因突变引起。肝脏是循环四聚体转甲状腺素蛋白的主要来源。在遗传性转甲状腺素蛋白淀粉样变性中,突变型和野生型转甲状腺素蛋白沉积在周围神经和心脏,肾脏和胃肠道中,形式为淀粉样蛋白,导致多发性神经病和心肌病。神经病变会导致严重的感觉运动障碍,恶化自主神经受累导致低血压,腹泻,阳痿和膀胱紊乱。心脏表现包括心力衰竭,心律失常,体位性低血压或严重传导障碍引起的猝死。神经病变发病后存活2至15年,但心肌病患者仅存在2至5年。


目前遗传性转甲状腺素蛋白淀粉样变性的治疗选择是有限的,包括原位肝移植和转甲状腺素蛋白四聚体稳定剂(tafamidis或diflunisal)。然而,许多接受这些方法治疗的患者继续有疾病进展。


RNA干扰(RNA interference, RNAi)是指在进化过程中高度保守的、由双链RNA(double-stranded RNA,dsRNA)诱发的、同源mRNA高效特异性降解的现象。 Patisiran(作用在转甲状腺素蛋白mRNA的非翻译区域),一种肝脏定向研究RNAi治疗剂,利用RNAi靶向来减少突变体和野生型转甲状腺素蛋白的产生。之前,在健康志愿者和遗传性转甲状腺素蛋白淀粉样变性患者中,使用patisiran给药可观察到剂量依赖性的循环转甲状腺素蛋白水平降低。此外,patisiran已显示出可能阻止该疾病。


在这项3期试验中,研究人员随机分配遗传性转甲状腺素蛋白淀粉样变性患者,多发性神经病变,比例为2:1,每3周接受静脉注射patrisran(0.3 mg / kg体重)或安慰剂。共有225名患者接受了随机分组(148名患者为patisiran组,77名患者为安慰剂组)。 在该试验中,patisiran改善了遗传性转甲状腺素蛋白淀粉样变性的多种临床表现。 


原文链接:

https://www.nejm.org/doi/pdf/10.1056/NEJMoa1716153


2、Inotersen治疗遗传性甲状腺素运动蛋白淀粉样变性病



编码转甲状腺素蛋白(TTR)的基因中的突变引起罕见的系统性疾病,即遗传性转甲状腺素蛋白淀粉样变性。由这些突变导致的单一氨基酸变化使四聚体转甲状腺素蛋白复合物不稳定,导致单体聚聚集不溶性细胞外淀粉样沉积物。多器官系统中淀粉样沉积物的累积导致进行性外周多发性神经病,心肌病,肾病和胃肠道功能障碍。症状发作时未经治疗的平均预期寿命为3至15年。心肌病的存在与预后较差有关。患者通常死于营养不良和恶病质,肾功能衰竭,心脏病和猝死。


肝脏是系统性转甲状腺素蛋白的主要来源。肝移植历来是遗传性转甲状腺素蛋白淀粉样变性的标准治疗方法,但移植后野生型转甲状腺素蛋白淀粉样蛋白的持续沉积可能会限制其有效性。虽然目前有一些治疗方法可用 - 如tafamidis(Vyndaqel)和diflunisal,能够稳定转运四联体转甲状腺素蛋白并延缓疾病进展的分子 - 其他治疗方法可能具有价值。


Inotersen(以前称为IONIS-TTRRx / ISIS 420915)是转甲状腺素蛋白的肝产生的2'-O-甲氧基乙基修饰的反义寡核苷酸抑制剂。在健康志愿者中,inotersen显示出剂量依赖性和持续降低的循环转甲状腺素水平。


研究人员进行了一项随机,双盲,安慰剂对照的3期试验(NEURO-TTR),以确定患者inotersen治疗的有效性和安全性。患者以2:1的比例随机分配,每周皮下注射inotersen(300 mg)或安慰剂。总共172名患者(112名inotersen组和60名安慰剂组)接受了至少一剂试验方案,139名(81%)完成了干预期。Inotersen改善了遗传性转甲状腺素蛋白淀粉样变性患者的神经系统疾病和生活质量。通过增强监测来控制血小板减少症和肾小球肾炎。


原文链接:

https://www.nejm.org/doi/full/10.1056/NEJMoa1716793?query=featured_home


3、用于转甲状腺素蛋白淀粉样变性的寡核苷酸药物

在本期NEMJ期刊中,Adams等人和Benson等报道了两项随机,双盲,对照试验的结果,这些试验测试了两种不同化学修饰寡核苷酸治疗转甲状腺素蛋白淀粉样变性的治疗效果,这是一种常染色体与随时间推移的转甲状腺素蛋白突变形式(由突变的TTR编码)的器官沉积相关的显性遗传性多发性神经病。循环蛋白主要在肝脏中合成,但在视网膜色素上皮细胞和脉络丛上皮细胞中也会大量产生。转甲状腺素蛋白形成同源四聚体;含有至少一个突变体亚基的四聚体在动力学或热力学上不稳定并在生理条件下解离以释放单体。一旦释放,单体不再受四聚体结构的限制,并且错误折叠成易聚集的多肽,形成有毒的寡聚体和淀粉样原纤维。


该提出的机制似乎适用于由所有已知的促淀粉样蛋白TTR突变编码的突变蛋白,并且已经导致可以通过降低错误折叠单体的可用性的方法来治疗和可能预防疾病的概念。每种方法固有的假设是已建立的淀粉样沉积物(在诸如神经或心肌的靶组织中)的“解离速率”将超过(治疗上降低的)沉积速率。淀粉样沉积物会逐渐减少,从而改善器官功能。



Adams等人的和Benson等人试验结果,以及对接受肝脏移植和小分子干预的患者的观察结果表明,最多只有56%的参与者对任何治疗都有反应。临床状态的最显著改善也可能需要超过18个月的给药期(两个干预期中的较长时间)。降低转甲状腺素血清水平的最有效剂量的药物可能不足以实现更稳健的组织反应。用patisiran平均降低了81%,而inotersen降低了71%的血清浓度。


尽管每项试验都明确显示出治疗效果,但仍有疑问。 单个患者对每种治疗方法的反应是否相同? 如果是这样,使用最便宜的疗法符合患者的利益。 如果不是,需要进行连续治疗的N-of-1试验,尽管很麻烦,但需要确定每位患者的最佳治疗方案,条件是能够获得快速反应,经过验证的疾病替代指标。也有可能 干预措施的组合将引起更明显,持久的治疗效果。 虽然仍有许多工作要做,但Adams等人和Benson等人的试验代表了一个里程碑:他们一起表明,通过使用全身给药的寡核苷酸药物,可以减缓并可能改善周围神经系统疾病的进展速度。


原文链接:

https://www.nejm.org/doi/full/10.1056/NEJMe1805499


4. β地中海贫血患者的基因治疗

包括β-地中海贫血和镰状细胞病在内的β血红蛋白病是全球最流行的单基因疾病之一。β地中海贫血是由HBB珠蛋白基因中的200多个突变引起的,它编码最常见的成人血红蛋白β亚基,HbA的形式。这些突变或者消除(β0)或者减少(β+)β-珠蛋白合成,导致细胞内高铁血色原沉淀,无效的红细胞生成,慢性溶血和严重的贫血。在这种疾病最严重的临床形式中,患者需要长期红细胞输注才能生存和预防严重并发症。遗传变异型βE(HBB:c.79G→A)与任何β0基因突变导致βE/β0基因型,这是一种严重程度不等的疾病,全世界大约一半的输血依赖性β地中海贫血病例是由上述原因引起的。


β-地中海贫血的唯一潜在治愈选择是异基因造血细胞移植,但由于移植排斥,移植物抗宿主病和其他治疗相关毒性作用的风险。因此,目前的β-地中海贫血患者的护理标准包括终身的,常规的红细胞输注和铁螯合。尽管输血相关铁毒性和病毒感染导致严重并发症的风险仍然存在因此,基因治疗正在被评估为β地中海贫血患者的新选择。


慢病毒载体能够将复杂的遗传结构转移到静止的造血干细胞中。在建立β-珠蛋白慢病毒载体成功校正了小鼠β地中海贫血和镰状细胞病模型后,Leboulch等研究组开始了一项人类临床研究,使用慢病毒载体进行β血红蛋白病的离体基因治疗(称为LG001研究),随后进行了其他研究。Leboulch等研究组使用HPV569载体转移延伸的β-珠蛋白基因结构,包括片段的人β-珠蛋白基因座编码区,导入从β-地中海贫血患者获得的造血干细胞中,并将基因修饰的细胞移植回患者体内。载体编码的βA-T87Q-珠蛋白被改造成具有强烈抑制镰状细胞病患者中镰状血红蛋白聚合的单个氨基酸替代形式(T87Q),并且还允许在体内精确量化载体衍生的治疗性珠蛋白表达,具有严重βE/β0基因型的患者在持续βA-T87Q-珠蛋白表达的情况下安全停止输注超过6年。


在这里,Leboulch等研究组报告了两个伴随1/2期临床研究的中期结果,这些研究使用LentiGlobin BB305载体评估基因治疗对β地中海贫血的安全性和有效性,与之前的HPV569载体相似。在国际HGB-204(Northstar)的研究中,18名患者接受了BB305转导的自体造血干细胞的输注,随访范围从15到38个月不等。第二项研究HGB-205在巴黎的一个地点进行,治疗3例镰状细胞病和4例β地中海贫血患者,随访范围从20个月至3年以上。Leboulch等研究组报告了迄今为止在这两项研究中接受治疗的所有22名β地中海贫血患者的结果。


Leboulch等研究组发现,输注基因修饰细胞后,中位数为26个月(范围15至42),13名非β0/β0基因型患者中的所有患者都停止接受红细胞输血; HbAT87Q的水平范围为3.4至10.0克/分升,总血红蛋白水平介于8.2至13.7克/分升。在血红蛋白水平接近正常范围的评估患者中,纠正了红细胞生成的生物学标记。 9例β0/β0基因型或IVS1-110突变两个拷贝的患者,年平均输血量减少73%,3例患者中止输注红细胞。与自体干细胞移植相关的治疗相关不良事件是典型的。未观察到与载体整合相关的克隆优势。


用BB305载体转导的自体CD34 +细胞的基因治疗减少或消除了对22名患有严重β地中海贫血的患者长期红细胞输血的需要,而没有与药物产品相关的严重不良事件。 (由Bluebird Bio等人资助; HGB-204和HGB-205 ClinicalTrials.gov编号,NCT01745120和NCT02151526。)


原文链接:

http://www.nejm.org/doi/full/10.1056/NEJMoa1705342?query=featured_home

http://www.nejm.org/doi/pdf/10.1056/NEJMe1802169


本文转自iNature

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