2025年1月3日，国务院办公厅印发了《关于全面深化药品医疗器械监管改革促进医药产业高质量发展的意见》。其中文件明确指出：对符合条件的罕见病用药品、儿童用药品、首个化学仿制药及独家中药品种给予一定的市场独占期。该文件的颁布让罕见病领域政策体系日益完善，也体现出国家对罕见病患者的关怀与支持不断升温。

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概述

近期，针对DARS2突变相关的伴脊髓与脑干受累以及脑白质乳酸升高的脑白质病(leukoencephalopathy with brainstem and spinal cord involvement and lactate elevation,LBSL)的AAV基因治疗在动物实验上取得一定进展。美国肯尼迪克里格研究所（Kennedy Krieger Institute）研究团队将AAV9-DARS2注射到CamKII Dars2 KO鼠侧脑室(ICV)中，qRT-PCR显示hDARS2在小鼠脑中有不错的表达，并且对小鼠的皮层厚度和运动能力有明显改善。同时AAV9-DARS2在Advillin Dars2 KO鼠上的治疗可有效提高存活率、改善小鼠的站立姿势、减少体重损失。上述研究结果表明AAV基因疗法有望成为治疗LBSL的有效治疗策略。

研究背景

LBSL为罕见的常染色体隐性遗传病，发病率＜1/1,000,000，其致病基因DARS2编码线粒体天冬氨酸t-RNA合成酶(645aa)。绝大多数LBSL患者是DARS2基因复合杂合突变，主要是第2内含子(第3外显子的上游)位点剪接突变和第2个可变突变的双组合。DARS2在全身广泛表达，但神经系统更易受损，受累部位主要在脑白质、脊髓背柱及双侧皮质脊髓束和延髓锥体束。

LBSL常见于儿童期发病并出现轻度损伤，部分新生儿发病并在2岁前死亡，也有缓慢进程的成人发病类型。患者可能出现进行性小脑共济失调及肢体痉挛，伴脊髓后索功能障碍（位置觉与振动觉下降），也可能有认知功能下降和感觉神经病。患者头颅MRI表现为脑白质内弥漫性对称分布的异常信号，且选择性累及胼胝体、脑干和脊髓。磁共振波普MRS检查可见脑白质乳酸峰升高。

由于LBSL的罕见性，该疾病暂未在大量患者身上进行过治疗实验，目前仍是以对症治疗、营养支持、预防并发症为主。运动机能受损患者可通过物理治疗和康复改善运功功能；出现语言障碍的患者可通过语言治疗等特殊教育改善语言功能；抗癫痫药物可用于治疗癫痫发作。但是上述治疗效果有限，仅能减缓疾病发展进程，不能从根本上治疗疾病。而腺相关病毒(AAV)载体基因疗法可以将正常基因拷贝递送到目标细胞，弥补基因突变导致的靶蛋白缺失或功能缺陷，从根本上达到治疗目的，是治疗LBSL的潜在有效策略。近期，有研究团队在KO模型鼠上论证了AAV基因疗法治疗LBSL的有效性。

AAV载体递送DARS2的基因治疗

DARS2是一种线粒体酶，能将天冬氨酸加载到对应tRNA上，形成天冬氨酰-tRNA，促进线粒体蛋白的合成。DARS2突变会引起线粒体蛋白合成障碍，从而影响功能。2024年5月，肯尼迪克里格研究所的科研团队发表最新研究进展，报告了DARS2-AAV9在KO模型小鼠中的基因治疗效果，详细结果如下：

研究人员通过ICV给药将AAV9-DARS2递送到KO小鼠脑室中，三周后通过qRT-PCR对注射区和对面多个脑区的hDARS2基因进行定量分析，结果显示注射部位附近大脑区域的hDARS2表达显著提高(图1)。

 

图1 ICV注射AAV9后hDARS2在小鼠脑室中的表达分布

(图片来源：Kennedy Krieger Institute 2024 Report)

CamKII Dars2 KO鼠AAV基因治疗实验：研究人员将AAV9-DARS2注射到8周龄CamKII Dars2 KO鼠侧脑室中（图2A），结果显示治疗14周后，模型鼠的运动能力显著提升约50%，治疗效果可持续6个月以上(图2B)。旷场实验表明，CamKII Dars2 KO鼠(红色实线)相较于正常鼠(绿色实线)在18周龄时开始出现运动异常增多的表型，推测是Dars2的敲除引起的皮层发育受损所造成(图2C)。使用AAV9-DARS2治疗后的KO鼠(蓝色虚线)表型得到显著改善。但是该治疗对KO鼠皮层厚度发育的改善效果不明显，需进一步优化治疗时间和给药剂量。

 

图2 AAV9在CamKII脑模型鼠中的治疗效果

(图片来源：Kennedy Krieger Institute 2024 Report)

Advillin Dars2 KO鼠AAV基因治疗实验：研究人员进一步在更严重的Advillin “spinal cord” KO鼠中进行药效验证。Advillin Dars2 KO鼠由于背根神经节中Dars2基因的缺失，其后肢在出生后第14天表现出明显的步态受损的站立姿势，即站立时后腿间距更宽(以Base of support, BOS表示)，同时体重只有野生鼠的一半(以Mass表示)，生存时间也仅为35天左右。使用AAV9-DARS2治疗后，KO鼠整体健康状况改善，存活率增加(图3A)；BOS变短，站立姿势得到改善(图3B)；体重减少的情况得到缓解(图3C)。

 

图3 AAV9-DARS2在Advillin “spinal cord” KO鼠中的治疗效果

(图片来源：Kennedy Krieger Institute 2024 Report)

综上所述，人源DARS基因在小鼠中的过表达具有安全性，AAV9-DARS2在CamKII Dars2 KO鼠和Advillin Dars2 KO鼠中的治疗可提高小鼠存活率，并显著提升其运动能力，证明AAV基因疗法可能是LBSL的有效治疗手段之一。

参考文献：

1.https://rarediseases.org/rare-diseases/leukoencephalopathy-brain-stem-spinal-cord-involvement-lactate-elevation/

2.Scheper, Gert C., et al. "Mitochondrial aspartyl-tRNA synthetase deficiency causes leukoencephalopathy with brain stem and spinal cord involvement and lactate elevation." Nature genetics 39.4 (2007): 534-539.

3.Kennedy Krieger Institute 2024 Report https://www.curelbsl.org/research/#funded

4.van Berge, Laura, et al. "Leukoencephalopathy with brainstem and spinal cord involvement and lactate elevation: clinical and genetic characterization and target for therapy." Brain 137.4 (2014): 1019-1029.