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Duchenne muscular dystrophy (DMD) gene therapy using AAV vectors has achieved milestones with delandistrogene moxeparvovec approved in 2023, while challenges like immune reactions and vector optimization persist.摘要
V. Laugel
斯特拉斯堡大学医院儿科神经科,法国斯特拉斯堡67000
摘要
杜兴肌营养不良症(DMD)是一种严重的X连锁肌病,由DMD基因突变引起,导致功能性 dystrophin 的缺失。基因治疗似乎是一种合理的治疗策略,旨在通过使用腺相关病毒(AAV)载体递送工程化的微dystrophin构建体来恢复dystrophin的表达。在小鼠和犬模型中的临床前研究表明,dystrophin得到显著恢复,组织学改善和功能受益,这支持其进入临床试验阶段。在过去十年中,有五种AAV-微dystrophin项目进入了大规模人体测试阶段。2023年,delandistrogene moxeparvovec(Sarepta/Roche)获得了美国食品药品监督管理局的加速批准,用于门诊儿科患者,这是首个获得DMD基因治疗批准的疗法。相比之下,fordadistrogene movaparvovec(Pfizer)显示出了令人鼓舞的生物标志物结果,但与免疫介导的严重不良事件相关,包括血栓性微血管病变和因急性肝衰竭导致的患者死亡,最终导致项目终止。其他研究中的候选药物——GNT0004(Généthon)、SGT-003(Solid Biosciences)和RGX-202(Regenxbio)——采用了不同的启动子设计和微dystrophin cassette,目前正处于早期到中期评估阶段。关键问题包括对AAV衣壳和转基因产物的免疫原性、表达的持久性以及是否需要重新给药或组合策略。基因治疗管理还为医疗系统带来了经济和物流上的挑战。在确保DMD患者获得潜在的疾病修饰疗法的同时,维持严格的科学和监管标准至关重要。
引言
由于DMD基因突变导致dystrophin完全缺失是杜兴肌营养不良症(DMD)的根本原因,因此通过转移正常版本的基因来恢复dystrophin的产生似乎是最明显甚至是最理想的治疗策略。实际上,自1986-1987年DMD基因被识别和表征后不久([4, 5, 6]),基因替代疗法就被认为是潜在的治疗方法,并且已经研究了30多年。在2000年之前,已有超过100篇科学论文讨论了DMD的基因治疗,无论是理论探讨还是实验模型。然而,最初的尝试受到缺乏能够支持在大量肌肉细胞中靶向表达非常大基因的有效载体的限制。从一开始,这种载体和对转基因dystrophin的免疫反应也是一个主要问题([7, 8])。1998年至2000年间,源自腺病毒(腺相关病毒或AAV)的病毒载体的发展使得首次概念验证研究成为可能,证明转移缩短版本的DMD基因能够有效影响动物模型的疾病进程([9, 10, 11])。直到最近,这一策略才终于可以在人类身上得到积极测试:2023年,首个AAV-微dystrophin产品获得了用于门诊DMD男孩的 conditional approval,标志着神经肌肉治疗领域的里程碑([12])。
本文将探讨(a)DMD基因治疗背后的原理和主要的临床前数据;(b)迄今为止进行的临床试验的公开结果以及2025年这一方法的最新进展;(c)科学、监管和伦理层面剩余的挑战。在本综述中,我们仅考虑真正的基因转移策略。其他通过抗义外显子跳跃寡核苷酸、AAV-U7诱导的外显子跳跃、基因编辑(CRISPR/Cas9和碱基编辑器)和终止密码子读取等方式恢复dystrophin的方法将在本期的另一篇文章中讨论。
AAV介导的微dystrophin基因治疗的原理和原则
DMD中基因替代治疗的治疗原理基于这样一个观察:即使恢复一种截短的但具有功能的dystrophin形式也能显著改善疾病的自然进程。在贝克尔肌营养不良症中——这是一种由DMD基因内含子缺失引起的常染色体疾病——患者产生的dystrophin虽然被截短,但仍保留部分功能,从而症状较轻,行走能力丧失的时间推迟,生存期延长。早在1990年,人们就已经意识到这一点
AAV-微dystrophin基因治疗在DMD中的临床试验和治疗结果
过去十年中,AAV介导的微dystrophin基因治疗的临床转化一直是密集研究的重点。几种微dystrophin构建体已被引入临床试验([13, 19](图1)。早期临床试验旨在评估安全性、耐受性和初步疗效。更近期的关键研究试图在功能终点上确立治疗效果,从而获得了首次监管批准。
首次临床
免疫障碍和宿主反应
免疫反应仍然是DMD中AAV基基因治疗的核心挑战。人群中普遍存在针对常用AAV衣壳的中和抗体,估计比例在18%到56%之间,这常常使许多患者不符合试验资格或降低载体的有效性([44, 45])。需要特定的策略(如imlifidase、血浆置换)来克服这一限制。此外,即使在没有先前免疫的情况下,病毒仍可能被免疫系统识别
DMD基因治疗的挑战和前景
需要进一步优化用于DMD基因治疗的载体,以限制脱靶转导,尤其是在肝脏中,并提高肌肉中的转导效率。未来还需要开发不同的方法来表达全长dystrophin([49, 50, 51, 52]:在这方面,最近通过使用核酶激活的mRNA转接或分裂intein介导的蛋白质转剪接开发了两种有前景的策略
结论
基因治疗在DMD的治疗中代表了一个有前景的前沿,迄今为止已有几项临床试验显示出不同程度的成功。然而,仍然存在挑战,特别是这些疗法的安全性方面。最近的免疫介导的不良反应强调了继续研究以优化载体设计、增强转基因表达和减轻宿主免疫反应的必要性。未来的策略可能包括开发具有改进特性的新型载体
利益冲突声明
V. Laugel声明他在Novartis、Roche、Biogen、PTC、Sarepta、Genethon和Fibrogen的临床试验中担任主要研究者、协调者或主要实验者的利益冲突;偶尔为Novartis、Roche、Biogen、PTC、Genethon、Santhera、Italfarmaco和Pfizer提供咨询服务;作为演讲者受邀参加Novartis、Roche、Biogen、PTC、Genethon、Italfarmaco和Pfizer举办的会议;以及作为参与者(费用由主办方承担)受邀参加其他会议