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nature综述:基因疗法在治疗眼科疾病方面取得了哪些进展?时间:2019-02-01

遗传性视网膜营养不良(irds)是一类罕见的眼科疾病。患者由于遗传缺陷导致视网膜的进行性退化。他们通常在人生的早期或中期就开始出现严重的不可逆视力丧失。超过200个基因的缺陷与最常见的irds相关。


2017年,美国fda第一次批准了治疗irds的基因疗法。spark therapeutics公司开发的luxturna(voretigene neparvovec)可用于在儿童和成年患者中治疗因为rpe65基因出现变异而导致的irds。这一疗法在去年11月也获得了欧洲药品管理局(ema)的批准。这些具有里程碑意义的批准让基因疗法成为治疗眼科疾病的一种新模式。近日,《nature reviews drug discovery》上发布的一篇文章对基因疗法在治疗眼科疾病方面的应用进行了盘点。今天我们和读者分享其中的精彩内容。



irds,基因疗法发挥威力的理想疾病领域


最常见的irds包括视网膜色素变性、无脉络膜症、leber遗传性视神经病变(lhon)、leber先天性黑朦(lca)、斯塔加特病(stargardt disease)、色盲和x连锁视网膜劈裂症(xlrs)。从某种角度来说,irds是适合使用基因疗法治疗的理想疾病领域, 因为大多数导致疾病的基因突变已经被确认,而且眼睛一定程度上是一个免疫特权区域。临床试验表明,在眼睛中使用腺相关病毒(aav)或者慢病毒(lv)载体递送基因疗法不会导致全身性副作用,而且不会引起显著的免疫反应。


目前大部分在研基因疗法专注于上述irds。除此以外,基因疗法可以治疗的眼科疾病还包括视网膜血管疾病和年龄相关性黄斑变性(amd)。虽然这些疾病不是由一个单基因缺陷造成的,但是通过基因疗法改造的细胞可以生成蛋白来阻断疾病发生的通路。


基因疗法研发管线分析


递送眼科基因疗法的模式与靶标细胞在眼睛中的位置相关。在大多数irds中,有缺陷的基因影响的是视网膜外层,视网膜色素上皮细胞(rpe),和脉络膜。在这些情况下,病毒载体会被注射到视网膜下腔。而对于lhon来说,视网膜神经节细胞是靶标细胞,所以病毒载体会被注射到玻璃体腔,以帮助对视网膜内层的渗透。由于xlrs患者视网膜的脆弱性,通常使用玻璃体内注射方法来治疗这种疾病。



目前在药物研发管线中有25种治疗眼科疾病的基因疗法。其中applied genetic technologies corporation和meiragtx公司各自拥有4-5个在研疗法,在在研疗法数目上处于领先位置。


在25个基因疗法中,有19款处于2期临床开发阶段。其中治疗视网膜色素变性有5款疗法,治疗色盲的有4款,治疗lca的有两款。


大部分在研疗法的目标是导入功能正常的基因,从而恢复缺陷基因编码的蛋白的正常表达。这些基因包括chm/rep1(治疗无脉络膜症),cnga/cngb(治疗色盲), rpe65(治疗lca), rs1(治疗xlrs), 或rpgr(治疗x连锁视网膜色素变性)。


治疗amd的基因疗法在这方面是个例外,这些基因疗法编码的蛋白的作用是抑制血管增生或者细胞死亡,例如regenxbio公司的rgx-314表达的抗体片段能够抑制vegf促进血管增生的活性,从而治疗湿性amd。另一款与众不同的基因疗法是retrosense therapeutics(已被艾尔建收购)公司开发的rst-001。这款基因疗法力图使用光遗传学原理,将光敏感通道2(channelrhodopsin 2)表达在原先对光不敏感的视网膜神经节细胞中,从而赋予这些细胞感光能力


目前,nightstar公司用于治疗无脉络膜症的nsr-rep1最接近获得批准。这是一款处于3期临床试验的基因疗法。这款疗法使用aav2病毒载体来递送表达正常rep1蛋白的人类重组dna。3期临床试验预计在2020年第一季度完成全球性患者注册,预计注册140名患者。



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基因疗法面临的挑战


虽然包括luxturna在内的第一批基因疗法成功克服了在临床开发方面的障碍,但是未来的基因疗法仍然需要面对在疗法生产、临床研究设计,长期安全性研究和推广方面的多重阻碍。在获得fda授予的ind资格之前,基因疗法需要严格控制的生产流程和经过验证的分析检测来确认疗法的关键性质量指标。因为基因疗法本身的复杂性导致不同生产周期产生的产品可能存在这些指标上的波动。


而且在早期临床前研发过程中,研究人员需要进行额外的生物分布研究来确保植入基因的表达符合预期,没有在其它非靶标组织中表达。为了帮助克服这些在早期研发过程中的挑战,fda鼓励基因疗法的开发公司在研发早期与fda进行交流,交流渠道包括在pre-ind会议之前就可以进行的interact会议(initial targeted engagement for regulatory advice on cber products)。


对临床开发的谨慎计划可以防止开发过程中的延迟或进行额外试验的需求。基因疗法的批准往往可以通过加速批准的途径,基于1/2期或2b期的临床试验结果来获得。因此,对研究临床终点的选择,纳入和排除患者的标准,以及临床试验点的选择都非常重要。对于基于病毒载体的基因疗法来说,需要对患者群进行他们体内是否携带对载体的抗体的筛查,这可能显著降低可入选临床试验的患者人数。


现在,fda和付费机构都在寻求可在临床开发过程中获得的患者体验数据,这些患者数据可以作为主要临床终点或者辅助证据来支持基因疗法的批准或者推广。基因疗法研发机构需要做出相应计划,在临床研发过程中不断收集患者体验数据,和在随访时收集长期安全性数据。这些举措将提高疗法研发效率,并且对产品的推广也可以提供协同效应。


附录:治疗眼科疾病的部分基因疗法(图片来源:参考资料[1])


参考资料:

[1] gordon et al., (2019). gene therapies in ophthalmic disease. nature reviews drug discovery. doi: 10.1038/d41573-018-00016-1

[2] easy, effective therapy to restore sight: engineered virus will improve gene therapy for blinding eye diseases. retrieved january 24, 2019, from https://medicalxpress.com/news/2013-06-easy-effective-therapy-sight-virus.html



(本文转自药明康德)

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