综述:遗传性视网膜疾病的反义寡核苷酸疗法:全面综述
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时间:2025年10月02日
来源:Molecular Aspects of Medicine 10.3
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本综述系统探讨了反义寡核苷酸(ASO)在治疗遗传性视网膜疾病(IRD)中的前沿进展,涵盖其作用机制(如剪接调控、翻译阻断)、化学修饰(如硫代磷酸酯骨架、2′-MOE/2′-OMe糖修饰)、递送策略及临床转化挑战(如脱靶效应、长期安全性),为精准靶向治疗提供了新范式。
MECHANISM of ACTION and CHEMISTRY
反义寡核苷酸(ASO)的作用机制始于近五十年前Zamecnik和Stephenson的开创性研究,他们首次证明单链ASO可通过结合Rous肉瘤病毒mRNA阻断蛋白质翻译。ASO通过序列特异性杂交靶向(pre-)mRNA,通过多种机制调控基因表达:剪接调制(如外显子跳跃或内含子保留)、翻译抑制(通过空间阻碍核糖体)或RNA降解(通过RNase H1招募)。其化学修饰的演进大幅提升了治疗效能——硫代磷酸酯(phosphorothioate, PS)骨架增强核酸酶抗性及蛋白结合能力;2′-糖修饰(如2′-MOE、2′-OMe、LNA)增加对靶RNA亲和力并降低免疫原性;GalNAc共轭技术促进肝细胞靶向,但视网膜应用仍依赖局部给药(如intravitreal注射)。最新一代化学修饰(如cEt-BNA、PMO)进一步优化了特异性、稳定性和毒性谱。
Current Preclinical and Clinical Development of ASOs for IRDs
目前已有5种ASO候选药物进入临床研究:sepofarsen(靶向CEP290 c.2991+1655A>G深内含子变异,用于LCA10)、ultevursen(QR-421a,靶向USH2A外显子13跳跃,用于Usher综合征)、QR-1123(靶向RHO p.P23H显性负效突变)、nL-FLVC-001(靶点未公开)及VP-001(详情待公布)。sepofarsen在早期试验中展现视力改善,但IIb/III期ILLUMINATE研究未达主要终点,突显了临床转化的复杂性。临床前模型(如患者来源iPSC视网膜类器官、非人灵长类动物)验证了ASO的剪接校正效率与安全性,例如ultevursen在视网膜类器官中成功恢复USH2A蛋白表达。
CHALLENGES and LIMITATIONS
ASO疗法面临多重挑战:IRDs的遗传异质性(>330个基因)要求个体化设计;脱靶效应可能导致不可预见的毒性;视网膜内层细胞(如神经节细胞)的递送效率低;长期安全性与免疫原性(如TLR激活)数据缺乏。此外,深内含子变异或大片段缺失等基因型可能不适于ASO干预。模型系统的局限性(如啮齿类动物与人类视网膜差异)亦制约临床前预测准确性。
Advancements in model systems
新兴患者来源模型正推动ASO preclinical开发:iPSC视网膜类器官可模拟人类疾病表型;诱导光感受器样细胞(如患者成纤维细胞衍生)成功用于测试BEST1等位基因特异性ASO(突变等位基因敲低率达70%);3D视网膜培养系统支持高通量药物筛选。非人灵长类动物模型提供更贴近人类的药代动力学数据,例如Vázquez-Domínguez等通过比较不同化学修饰ASO在小鼠视网膜分布,推荐2′-MOE-PS或LNA-PS架构用于视网膜靶向。
ASO疗法通过靶向RNA机制(剪接调制、等位基因沉默等)为IRDs提供了精准医疗新途径。局部眼内给药优势(低系统暴露、高视网膜生物利用度)加速其临床转化。尽管sepofarsen三期试验受挫,USHER2A、RHO等靶点研究仍在推进。未来需优化化学设计、递送效率及N-of-1开发框架,以兑现个体化治疗潜力。
CRediT authorship contribution statement
Hossein D. Banadaki: 原稿撰写、调查、概念化;Alejandro Garanto: 审阅编辑、监督;Rob W.J. Collin: 审阅编辑、监督。
H.D.B.获Horizon Europe Marie Sk?odowska-Curie Doctoral Network ProgRET资助(No. 101120562);R.W.J.C.获Foundation Fighting Blindness Translational Research Acceleration Award支持(TA-GT-0521-0799-RAD-TRAP);A.G.获Human Measurement Models 2.0计划资助(grant nr. 18958)及Proefdiervrij贡献。
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