AAV基因治疗的临床意义及其可能引发的肝脏并发症——为肝病学家提供指导和建议

2024-08-19

腺相关病毒(AAV)载体在临床上已经被证明可用于治疗基因疾病。目前已有几种基于AAV的基因治疗方法获得上市批准,包括Luxturna(用于治疗视网膜疾病)、Zolgensma(用于治疗脊髓性肌萎缩症SMA)以及Elevidys(用于治疗杜氏肌营养不良症DMD)等。随着针对血友病的新型肝靶向AAV基因治疗药物的出现,基因治疗在肝病学界引起了广泛关注,肝脏作为基因治疗的靶标越来越被认可。


2024年2月,来自英国Blizard医学研究机构的Graham R. Foster团队,在期刊《Journal of Hepatology》上发表题为“Adeno-associated viruses for gene therapy-clinical implications and liver-related complications, a guide for hepatologists”的综述,文章中研究人员重点介绍了基于AAV载体的基因治疗方法阐述了这一具有广阔前景的技术和在血友病研究中的显著成功并特别关注了治疗过程中肝并发症及其在日常临床实践中的管理


亮点

AAV基因治疗的应用:其安全性和有效性已经得到了验证,被越来越多地用于遗传性疾病的治疗,包括血友病。

AAV基因治疗副作用导致的肝炎:最常见的是短暂性的转氨酶升高,但通常不会对肝脏造成长期损害。

AAV基因治疗导致肝炎的病因:目前尚不清楚确切病因,研究揭示可能与先天性和获得性免疫反应相关。

对血友病患者的影响AAV基因治疗导致的肝炎可能会降低转基因表达有效性,但在某些情况下,通过免疫抑制剂治疗可以恢复。

治疗策略:对于AAV基因治疗导致的肝炎,目前推荐采用在注射前后需要服用免疫抑制剂抑制肝炎,同时需要监测治疗效果,如果未能恢复转基因的表达,则应及时停止免疫抑制剂的治疗。

长期影响AAV载体引入的转基因表达减少可能与DNA转录减少有关,影响是否是可逆的还需要进一步研究证实。

跨学科合作:肝病学家和血友病专家之间的密切合作至关重要。他们需要共同制定治疗方案,监测治疗效果,并及时调整治疗策略以最大化患者利益。


基因治疗——将遗传物质引入患者体内以改变基因或蛋白质表达从而获得治疗效果,在过去几十年里已经成为一个越来越受关注的研究方向。在血友病基因治疗研究领域,腺相关病毒(AAV)载体在递送机制上已被证明是受欢迎且有效的(见图1),欧洲药品管理局(EMA)和美国食品药品监督管理局(FDA)在过去几年中已批准了多种基于AAV的治疗方法(见表1)。

 

 

1 针对血友病的肝靶向AAV基因治疗机制

(图片来源:Mücke MM et al,J Hepatol,2024)


1 目前(文章发表时)获批的AAV基因疗法,及其在Ⅲ期临床试验中报告的肝脏不良事件

(图片来源:Mücke MM et al,J Hepatol,2024)

 


AAV转染的病毒学和机制

腺相关病毒(AAV)属细小(20nm)病毒科,呈二十面体结构,相比其他病毒非常稳定。AAV存在多种亚型,由于它们与受体的相互作用不同,因此具有组织嗜性差异。重组腺相关病毒(rAAV)的首次描述可追溯到1989年。从那时起,已有研究人员通过包装含转录调控元件(增强子/启动子序列)、目的基因和转录终止元件(例如多聚腺苷酸化序列)的基因表达盒,对AAV载体进行工程化改造。末端反向重复序列(ITRs)是仅保留的野生型病毒序列,其功能是介导载体基因组的包装并增强载体基因组稳定性。由于rAAVs无法在体内复制降低了它们突变的能力因此成为单次静脉注射后能够实现长期转基因表达的安全载体AAV载体可以在哺乳动物细胞(如HeLa或HEK293)或昆虫细胞(如Sf细胞系)中进行制造。其中,昆虫细胞系统生产的AAV载体浓度较高符合人类临床给药的要求


AAV血清型之间不同的衣壳构象导致了特定的组织嗜性(主要靶向肝脏)这可以在临床环境中被利用或修改以帮助转基因递送至靶标细胞。细胞内转运过程中,载体基因组从胞内体中逃逸,进入细胞核在细胞核中衣壳脱壳,载体基因组在细胞核内合成第二条DNA链,并且这些双链序列中的大多数(>99%)会形成单体和附加体,转基因能够长期表达主要归功于附加体。其中影响AAV转导效率的因素主要是载体摄取、胞内体逃逸、细胞核中单链DNA的衣壳脱壳。此外,涉及宿主机制的多个过程会参与治疗性蛋白的定位、表达和分泌。因此,宿主因子的个体表达可能会影响基因治疗应答水平,导致显著的个体间差异。


rAAV整合进宿主基因组的概率非常低。然而,确实有一小部分AAV载体(约1/10