DMD的基因治疗有没有什么进展呢?
生活随笔
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DMD的基因治疗有没有什么进展呢?
小編覺得挺不錯的,現在分享給大家,幫大家做個參考.
目前DMD主要的基因治療方向有四種:1. 病毒導入剪裁后的Dystrophin基因。2. 外顯子跳躍(Exon Skipping)。3. 克服無義突變,跳過異常中止子。以上三種都是建立在恢復外源或內源Dystrophin蛋白表達的基因治療方法,都面臨著一個共同的問題就是患者自身的免疫監控對新生成的Dystrophin蛋白可能產生特異性抗體,從而引發自身免疫反應,造成免疫攻擊。4. 上調代償蛋白。這一治療策略的優勢在于:1、利用體內已存在的蛋白,避免了針對新蛋白的免疫反應。2、可通過多個步驟、多種途徑,達到上調Utrophin的目的。不過仍舊存在很多不確定性因素。
主要的治療方法有四種:一、基因療法即病毒導入剪裁后的Dystrophin基因。概括來說,就是利用不直接引起人類疾病,免疫原性較小的腺相關病毒(Adeno-Associated Virus,AAV)為載體,導入人工剪裁的,去除大部分桿狀區序列和羧基端序列的minidystrophin基因。AAV具有多達上百種血清型,廣泛用于多種疾病的基因治療,針對肌營養不良,選用對肌肉細胞有親和性的血清型(AAV-1,AAV-2等)經過基因工程重組后作為載體,轉載入約4Kb minidystrophin序列。在mdx小鼠(公認的DMD動物模型)中取得良好治療效果后,在美國進行了I期臨床試驗,共對6名DMD患兒行一側肢體超聲引導下肌內注射,觀察24個月,主要驗證安全性,結果未發現嚴重不良反應。這一基因治療方法的優點在于,無論DMD基因缺陷為何種類型,均可通過導入外源替代基因恢復或部分恢復功能。主要缺點則包括,1、病毒載體存在一定風險,如自身復制、免疫激活、插入染色體致突變、致癌等,如需通過循環系統全身注射,需要相當大的病毒載量,風險更高;2、病毒載體導入基因表達不穩定,并隨時間快速遞減,不能持續穩定表達;3、AAV病毒載量有限,無法攜帶完整Dystrophin mRNA,經剪裁的minidystrophin雖可替代大部分功能,但仍會遺留輕的臨床癥狀。二、外顯子跳躍技術(Exon Skipping)不像傳統基因療法試圖用一個功能性副本來取代突變基因,外顯子跳躍則是依賴一種稱為抗轉錄的改進技術,設計合成DNA或RNA小分子,再將這些小分子嵌入DNA或RNA的特定區域,從而阻斷其功能。目前,已有企業正在開發癌癥、糖尿病、心臟病及自身免疫性疾病等的抗轉錄療法。正是由于包含24個重復序列的桿狀區去除部分仍可保存大部分蛋白功能,而在前mRNA(pre mRNA)剪切過程中,可利用反義寡核苷酸鏈跳過相應外顯子區域,使由缺失打亂的讀碼框恢復正常,獲得裁短的部分dystrophin蛋白,承擔大部分功能。導致DMD最常見的突變是外顯子45至52之間的缺失突變,而外顯子51的起始部分三核苷酸密碼子并不完整,需要與外顯子50最后部分相組合,因此保留外顯子51而其前方外顯子缺失會導致讀碼框移位,而外顯子52的起始部分則為完整密碼子。利用反義寡核苷酸鏈跳過外顯子51的外顯子,就可恢復讀碼框。針對外顯子51跳躍已有兩種生物制劑PRO051和AVI-4658進入臨床試驗階段。PRO051臨床試驗在荷蘭完成,共對4名基因突變類型適合外顯子51跳躍治療的DMD患者進行脛前肌局部注射PRO051治療。28天后肌肉活檢發現跳過外顯子51的部分Dystrophin在所有病人均有表達,dystrophin免疫熒光染色陽性肌纖維所占比例達到64%-97%,而患者此前數年(5-9年)的肌肉活檢幾乎未見dystrophin免疫熒光染色纖維(<1%),所治療肌肉的dystrophin含量約占正常肌肉的17%-35%,整個治療過程中無明顯不良反應。AVI-4658臨床試驗在英國完成,7名適合外顯子51跳躍治療的患者進行了一側趾短伸肌(Extensor Digitorum Brevis)局部注射治療,對側趾短伸肌注射生理鹽水對照,3-4周后行肌活檢,治療側肌肉dystrophin蛋白含量約占正常人的26.4%,對照側則為17%,結果具有統計學意義(p=0.002),治療過程中安全性良好。外顯子跳躍技術的優點是無需特殊載體與輔助用藥,直接注射生物制劑;致癌、免疫激活等副作用相對少,安全性良好。主要缺點是:1、只能針對特定基因缺陷類型治療,對病人選擇嚴格;2、寡核苷酸鏈進入細胞膜能力有限,效率較低,特別是全身治療,如何更好地進入目標組織等問題仍有待解決;3、寡核苷酸鏈仍可能有免疫原性。三、克服無義突變,跳過異常中止子約5%-15%DMD患者的分子發病機制是DMD基因發生無義突變,產生錯誤終止子,從而導致蛋白翻譯提前終止,生成不完整,無功能的Dystrophin。Sweeney教授的研究小組發現氨基甙類抗生素——慶大霉素能夠在Dystrophin翻譯過程中降低核糖體識別出非正常終止子(Premature Termination Codons,PTCs)的能力,從而跳過這些異常終止子,繼續翻譯。更為重要的是,這一結果不僅在體外實驗中被證實,還在mdx小鼠(外顯子23包含無義突變)動物模型中取得明顯療效,發現了重新生成的具備功能的Dystrophin出現在橫紋肌細胞膜下。這也是第一次證實化學藥物能夠在遺傳性疾病動物模型中取得療效。以此為基礎,在對DMD患者的臨床試驗中,基因缺陷類型屬于無義突變的患者也取得了相似的結果,證實在人體同樣有效。但慶大霉素的應用也有一定的局限性:一方面,慶大霉素跳過無義突變的效能較低;另一方面,長期大量應用慶大霉素存在較大的毒副作用。所以科研人員對多達800,000化合物進行了篩選,以期選擇出一種效能更強,副作用更小的治療藥物。最終選擇出一種名為PTC124的有機化合物。在DMD患者肌細胞和mdx小鼠肌細胞體外實驗中,PTC124可將dystrophin的表達水平分別抬高至正常對照的40%-60%和35%的水平,而對mdx小鼠藥物治療2-8周后,肌肉切片病理顯示dystrophin的表達水平約為野生型小鼠的20%-25%,已基本達到公認的恢復肌肉功能所需的表達水平。這與動物實驗中治療組小鼠對收縮動作耐受性增強及肌酶下降的結果相吻合。在人體臨床試驗方面,在健康志愿者中,口服PTC124吸收良好,無明顯不良反應。在DMD患者中進行的IIa期臨床試驗已經完成,共對38名5-17歲患兒分為高、中、低三個劑量組,給予28天口服PTC124治療,無明顯不良反應,部分病人在復查的肌肉活檢標本中見到Dystrophin表達增多,肌酶明顯下降,但未觀察到肌肉力量變化。此外,在另一種常見常染色體隱性遺傳疾病——囊性纖維化(Cystic Fibrosis,約10%因無義突變所致)中也已完成I期、II期臨床試驗,證明PTC124口服吸收好,無明顯不良反應,耐受性良好,并可在人體發揮生物學效應。這一治療的優點在于化學藥物,口服給藥,治療方便。缺點則是:1、需嚴格選擇特殊突變類型的病人;2、藥物可能存在短期或長期副的作用。以上三種旨在恢復外源或內源Dystrophin蛋白表達的基因治療方法面臨著一個共同的問題就是患者自身的免疫監控對新生成的Dystrophin蛋白可能產生特異性抗體,從而引發自身免疫反應,造成免疫攻擊。這一點已在部分臨床試驗受試者中被證實。四、上調代償蛋白與Dystrophin高度同源,同樣能與肌動蛋白和跨膜糖蛋白(β-dystroglycan)相連接的常染色體(6q24)編碼蛋白Utrophin A,在胚胎期廣泛存在于骨骼肌細胞膜下,起到與Dystrophin類似的連接細胞內骨架和細胞外基質的功能。出生后Utrophin A在骨骼肌中的表達減少,僅在神經肌肉接頭處突觸后膜有所保留(對突觸形成及乙酰膽堿受體的聚集定位發揮重要生理作用),轉而由Dystrophin穩定肌細胞膜。在某些特定情況下,如Dystrophin缺陷患者中,Utrophin A會出現一定程度的上調,并重新分布于突觸以外的肌細胞膜下,部分代償Dystrophin的功能。盡管這種自身代償性上調遠遠不足以改善臨床癥狀,卻提供了一條治療Dystrophin缺陷性疾病的新策略——即通過藥物或生物制劑上調Utrophin,代償Dystrophin的功能。英國VASTox公司用于上調utrophin的小分子藥物VOX C1100在2007年就取得歐洲藥監局的孤藥認證,并準備在2008年進入臨床試驗階段,但并未真正實施。2010年美國BioMarin公司的BMN195開始健康志愿者的I期臨床試驗,但試驗結果顯示藥物口服吸收不理想,無法達到治療所需藥物濃度,從而終止了進一步試驗。雖然初期臨床試驗結果不理想,但上調Utrophin仍是治療DMD/BMD的一條重要途徑,篩選合適藥物成為關鍵。與前三種基因治療方法比較,這一治療策略的優勢在于:1、利用體內已存在的蛋白,避免了針對新蛋白的免疫反應;2、可通過多個步驟、多種途徑,達到上調Utrophin的目的。主要缺點是:1、utrophin蛋白雖與dystrophin蛋白高度同源,但畢竟不是相同蛋白,可能在一些生物學特性上仍有差異,是否能代償dystrophin的全部功能,尚存疑問;2、utrophin本身的生物學功能尚未完全明了,過度上調utrophin可能帶來一些無法預測的不良生物學效應。
有的,但進展不大。基因治療DMD主要困難在于dystrophin基因巨大,?僅cDNA?就長達14kb,?因此多數治療載體不能裝載。因此還在構建中,控制免疫也是一個問題。非病毒質粒載體如反義寡核苷酸靜脈注射法已經小范圍取得成功,但是推廣還需要時間。一種新的能促進核糖體通讀終止密碼子的口服藥PTC124,已顯示能恢復mdx 小鼠的抗肌萎縮蛋白水平,改善肌肉功能,減少CK水平。但是這個藥物在第二階段人體實驗上出現了問題,研究還在繼續。
主要的治療方法有四種:一、基因療法即病毒導入剪裁后的Dystrophin基因。概括來說,就是利用不直接引起人類疾病,免疫原性較小的腺相關病毒(Adeno-Associated Virus,AAV)為載體,導入人工剪裁的,去除大部分桿狀區序列和羧基端序列的minidystrophin基因。AAV具有多達上百種血清型,廣泛用于多種疾病的基因治療,針對肌營養不良,選用對肌肉細胞有親和性的血清型(AAV-1,AAV-2等)經過基因工程重組后作為載體,轉載入約4Kb minidystrophin序列。在mdx小鼠(公認的DMD動物模型)中取得良好治療效果后,在美國進行了I期臨床試驗,共對6名DMD患兒行一側肢體超聲引導下肌內注射,觀察24個月,主要驗證安全性,結果未發現嚴重不良反應。這一基因治療方法的優點在于,無論DMD基因缺陷為何種類型,均可通過導入外源替代基因恢復或部分恢復功能。主要缺點則包括,1、病毒載體存在一定風險,如自身復制、免疫激活、插入染色體致突變、致癌等,如需通過循環系統全身注射,需要相當大的病毒載量,風險更高;2、病毒載體導入基因表達不穩定,并隨時間快速遞減,不能持續穩定表達;3、AAV病毒載量有限,無法攜帶完整Dystrophin mRNA,經剪裁的minidystrophin雖可替代大部分功能,但仍會遺留輕的臨床癥狀。二、外顯子跳躍技術(Exon Skipping)不像傳統基因療法試圖用一個功能性副本來取代突變基因,外顯子跳躍則是依賴一種稱為抗轉錄的改進技術,設計合成DNA或RNA小分子,再將這些小分子嵌入DNA或RNA的特定區域,從而阻斷其功能。目前,已有企業正在開發癌癥、糖尿病、心臟病及自身免疫性疾病等的抗轉錄療法。正是由于包含24個重復序列的桿狀區去除部分仍可保存大部分蛋白功能,而在前mRNA(pre mRNA)剪切過程中,可利用反義寡核苷酸鏈跳過相應外顯子區域,使由缺失打亂的讀碼框恢復正常,獲得裁短的部分dystrophin蛋白,承擔大部分功能。導致DMD最常見的突變是外顯子45至52之間的缺失突變,而外顯子51的起始部分三核苷酸密碼子并不完整,需要與外顯子50最后部分相組合,因此保留外顯子51而其前方外顯子缺失會導致讀碼框移位,而外顯子52的起始部分則為完整密碼子。利用反義寡核苷酸鏈跳過外顯子51的外顯子,就可恢復讀碼框。針對外顯子51跳躍已有兩種生物制劑PRO051和AVI-4658進入臨床試驗階段。PRO051臨床試驗在荷蘭完成,共對4名基因突變類型適合外顯子51跳躍治療的DMD患者進行脛前肌局部注射PRO051治療。28天后肌肉活檢發現跳過外顯子51的部分Dystrophin在所有病人均有表達,dystrophin免疫熒光染色陽性肌纖維所占比例達到64%-97%,而患者此前數年(5-9年)的肌肉活檢幾乎未見dystrophin免疫熒光染色纖維(<1%),所治療肌肉的dystrophin含量約占正常肌肉的17%-35%,整個治療過程中無明顯不良反應。AVI-4658臨床試驗在英國完成,7名適合外顯子51跳躍治療的患者進行了一側趾短伸肌(Extensor Digitorum Brevis)局部注射治療,對側趾短伸肌注射生理鹽水對照,3-4周后行肌活檢,治療側肌肉dystrophin蛋白含量約占正常人的26.4%,對照側則為17%,結果具有統計學意義(p=0.002),治療過程中安全性良好。外顯子跳躍技術的優點是無需特殊載體與輔助用藥,直接注射生物制劑;致癌、免疫激活等副作用相對少,安全性良好。主要缺點是:1、只能針對特定基因缺陷類型治療,對病人選擇嚴格;2、寡核苷酸鏈進入細胞膜能力有限,效率較低,特別是全身治療,如何更好地進入目標組織等問題仍有待解決;3、寡核苷酸鏈仍可能有免疫原性。三、克服無義突變,跳過異常中止子約5%-15%DMD患者的分子發病機制是DMD基因發生無義突變,產生錯誤終止子,從而導致蛋白翻譯提前終止,生成不完整,無功能的Dystrophin。Sweeney教授的研究小組發現氨基甙類抗生素——慶大霉素能夠在Dystrophin翻譯過程中降低核糖體識別出非正常終止子(Premature Termination Codons,PTCs)的能力,從而跳過這些異常終止子,繼續翻譯。更為重要的是,這一結果不僅在體外實驗中被證實,還在mdx小鼠(外顯子23包含無義突變)動物模型中取得明顯療效,發現了重新生成的具備功能的Dystrophin出現在橫紋肌細胞膜下。這也是第一次證實化學藥物能夠在遺傳性疾病動物模型中取得療效。以此為基礎,在對DMD患者的臨床試驗中,基因缺陷類型屬于無義突變的患者也取得了相似的結果,證實在人體同樣有效。但慶大霉素的應用也有一定的局限性:一方面,慶大霉素跳過無義突變的效能較低;另一方面,長期大量應用慶大霉素存在較大的毒副作用。所以科研人員對多達800,000化合物進行了篩選,以期選擇出一種效能更強,副作用更小的治療藥物。最終選擇出一種名為PTC124的有機化合物。在DMD患者肌細胞和mdx小鼠肌細胞體外實驗中,PTC124可將dystrophin的表達水平分別抬高至正常對照的40%-60%和35%的水平,而對mdx小鼠藥物治療2-8周后,肌肉切片病理顯示dystrophin的表達水平約為野生型小鼠的20%-25%,已基本達到公認的恢復肌肉功能所需的表達水平。這與動物實驗中治療組小鼠對收縮動作耐受性增強及肌酶下降的結果相吻合。在人體臨床試驗方面,在健康志愿者中,口服PTC124吸收良好,無明顯不良反應。在DMD患者中進行的IIa期臨床試驗已經完成,共對38名5-17歲患兒分為高、中、低三個劑量組,給予28天口服PTC124治療,無明顯不良反應,部分病人在復查的肌肉活檢標本中見到Dystrophin表達增多,肌酶明顯下降,但未觀察到肌肉力量變化。此外,在另一種常見常染色體隱性遺傳疾病——囊性纖維化(Cystic Fibrosis,約10%因無義突變所致)中也已完成I期、II期臨床試驗,證明PTC124口服吸收好,無明顯不良反應,耐受性良好,并可在人體發揮生物學效應。這一治療的優點在于化學藥物,口服給藥,治療方便。缺點則是:1、需嚴格選擇特殊突變類型的病人;2、藥物可能存在短期或長期副的作用。以上三種旨在恢復外源或內源Dystrophin蛋白表達的基因治療方法面臨著一個共同的問題就是患者自身的免疫監控對新生成的Dystrophin蛋白可能產生特異性抗體,從而引發自身免疫反應,造成免疫攻擊。這一點已在部分臨床試驗受試者中被證實。四、上調代償蛋白與Dystrophin高度同源,同樣能與肌動蛋白和跨膜糖蛋白(β-dystroglycan)相連接的常染色體(6q24)編碼蛋白Utrophin A,在胚胎期廣泛存在于骨骼肌細胞膜下,起到與Dystrophin類似的連接細胞內骨架和細胞外基質的功能。出生后Utrophin A在骨骼肌中的表達減少,僅在神經肌肉接頭處突觸后膜有所保留(對突觸形成及乙酰膽堿受體的聚集定位發揮重要生理作用),轉而由Dystrophin穩定肌細胞膜。在某些特定情況下,如Dystrophin缺陷患者中,Utrophin A會出現一定程度的上調,并重新分布于突觸以外的肌細胞膜下,部分代償Dystrophin的功能。盡管這種自身代償性上調遠遠不足以改善臨床癥狀,卻提供了一條治療Dystrophin缺陷性疾病的新策略——即通過藥物或生物制劑上調Utrophin,代償Dystrophin的功能。英國VASTox公司用于上調utrophin的小分子藥物VOX C1100在2007年就取得歐洲藥監局的孤藥認證,并準備在2008年進入臨床試驗階段,但并未真正實施。2010年美國BioMarin公司的BMN195開始健康志愿者的I期臨床試驗,但試驗結果顯示藥物口服吸收不理想,無法達到治療所需藥物濃度,從而終止了進一步試驗。雖然初期臨床試驗結果不理想,但上調Utrophin仍是治療DMD/BMD的一條重要途徑,篩選合適藥物成為關鍵。與前三種基因治療方法比較,這一治療策略的優勢在于:1、利用體內已存在的蛋白,避免了針對新蛋白的免疫反應;2、可通過多個步驟、多種途徑,達到上調Utrophin的目的。主要缺點是:1、utrophin蛋白雖與dystrophin蛋白高度同源,但畢竟不是相同蛋白,可能在一些生物學特性上仍有差異,是否能代償dystrophin的全部功能,尚存疑問;2、utrophin本身的生物學功能尚未完全明了,過度上調utrophin可能帶來一些無法預測的不良生物學效應。
有的,但進展不大。基因治療DMD主要困難在于dystrophin基因巨大,?僅cDNA?就長達14kb,?因此多數治療載體不能裝載。因此還在構建中,控制免疫也是一個問題。非病毒質粒載體如反義寡核苷酸靜脈注射法已經小范圍取得成功,但是推廣還需要時間。一種新的能促進核糖體通讀終止密碼子的口服藥PTC124,已顯示能恢復mdx 小鼠的抗肌萎縮蛋白水平,改善肌肉功能,減少CK水平。但是這個藥物在第二階段人體實驗上出現了問題,研究還在繼續。
總結
以上是生活随笔為你收集整理的DMD的基因治疗有没有什么进展呢?的全部內容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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