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为解决溶酶体酸性脂肪酶缺乏症(LAL-D)这一罕见病的治疗难题,研究人员开展了基于重组腺相关病毒 8 型(rAAV8)肝基因转移治疗 LAL-D 的研究。结果表明该疗法能有效纠正疾病表型,为 LAL-D 患者提供了新的治疗选择。
在医学的神秘世界里,有一种罕见的 “恶魔”—— 溶酶体酸性脂肪酶缺乏症(LAL-D)。它是一种常染色体隐性遗传疾病,由 LIPA 基因突变引起。正常情况下,溶酶体中的酸性脂肪酶(LAL)能将胆固醇酯和甘油三酯分别水解为游离胆固醇和脂肪酸,这些产物对能量产生、细胞膜形成以及胆固醇衍生化合物的生物合成至关重要。但在 LAL-D 患者体内,LAL 功能缺失,胆固醇酯和甘油三酯在组织和器官中疯狂堆积,尤其是肝脏、脾脏和小肠,如同无声的 “定时炸弹”,引发多器官功能衰竭。
病情严重程度如同阶梯,婴儿型(Wolman 病)最为险峻,剩余功能性 LAL 不足 2%,患病婴儿常常在出生后第一年就因生长发育迟缓、肝衰竭等问题夭折;儿童 / 成人型(胆固醇酯储存病)稍缓,剩余功能性 LAL 在 2 - 12% 之间,症状轻重不一,从无症状到过早死亡都有可能。
目前的治疗手段像是在与 “恶魔” 周旋,却难以将其彻底制服。酶替代疗法(ERT)虽能改善患者症状、延长寿命,但并非治愈之法,还存在抗体产生、成本高昂以及长期疗效待评估等问题。造血干细胞和肝脏移植也因高发病率和供体匹配困难而受限。
为了找到对抗这一罕见病的 “利刃”,法国 Genethon、巴黎 - 萨克雷大学等研究机构的研究人员展开了一场与疾病的 “较量”。他们聚焦于基于体内基因疗法(GT)的研究,试图通过重组腺相关病毒 8 型(rAAV8)载体传递 LIPA 基因,为患者带来新的希望。相关研究成果发表在《Communications Medicine》杂志上。
研究人员采用了一系列关键技术方法:构建了一种新的 Lipa-/-小鼠模型(通过基因编辑技术敲除小鼠 LIPA 基因的第 4 外显子),并利用重组单链腺相关病毒 8(rAAV8)载体,将编码人 LIPA 基因的 cDNA 置于肝细胞特异性启动子控制下进行体内给药;通过 PCR 进行基因分型,确定小鼠的基因型;运用多种检测技术,如血液和血浆分析、脂质分析、组织学分析、LAL 酶活性测定、Western blot、RNA 测序以及代谢通量分析等,从不同层面评估治疗效果。
在研究结果方面:
- 低剂量 rAAV8 注射改善多项指标:研究人员给 10 - 12 周龄的 Lipa-/-小鼠尾静脉注射不同剂量的 rAAV8.hAAT.LIPA 载体。结果显示,注射后小鼠体重增加,血浆中 LAL 活性显著上升,且与注射剂量正相关,同时血液学参数、肝转氨酶和高密度脂蛋白胆固醇浓度等也得到明显改善。这表明低剂量的 rAAV8 就能对疾病相关指标产生积极影响。
- 肝脏转导恢复 LAL 表达并改善器官病变:12 周后对小鼠进行解剖分析,发现 rAAV8 载体在肝脏中的转导效率较高,且 LAL 酶活性与载体剂量呈正相关。同时,rAAV8 注射显著减轻了 Lipa-/-小鼠的肝脾肿大和肝脏变色情况,改善了器官病变,这说明 rAAV8 能够有效恢复 LAL 表达,减轻器官损伤。
- rAAV8 注射长期改善疾病症状:为了探究 rAAV8 治疗的长期效果,研究人员进行了长达 34 周的观察。结果发现,rAAV8 注射显著延长了 Lipa-/-小鼠的生存期,改善了体重和生长情况,纠正了血液细胞组成、白细胞计数、血小板增多症和小细胞贫血等问题,同时降低了 ALT 水平,使 HDL 水平恢复正常。此外,治疗 4 周后,肝脏、脾脏、空肠和胸腺的脂质储存和组织结构得到明显改善,且这种改善持续至 34 周。这充分证明了 rAAV8 注射在长期治疗中的有效性。
- rAAV8 注射改善代谢、线粒体和免疫系统失调:研究人员对小鼠肝脏进行转录组分析和线粒体呼吸测定,发现 Lipa-/-小鼠存在代谢和免疫系统通路失调以及线粒体活性受损的情况。而 rAAV8 注射后,这些异常得到了显著改善。具体表现为代谢和线粒体相关基因表达恢复正常,线粒体呼吸功能增强,免疫细胞浸润减少,炎症反应减轻。这表明 rAAV8 治疗不仅能纠正脂质代谢异常,还能改善整体的代谢、线粒体和免疫系统功能。
研究结论和讨论部分指出,本研究成功评估了一种针对 LAL-D 的肝脏定向基因疗法。通过 rAAV8 载体传递人 LIPA 基因,能够实现稳定的 LAL 表达,有效纠正 LAL-D 的代谢缺陷,改善疾病表型。与现有治疗方法相比,该基因疗法具有潜在的优势,如可能成为一次性治愈的治疗方法,减少中和抗体的产生,增强酶在周围组织的药代动力学和摄取等。然而,该疗法也面临一些挑战,如预先存在的针对 rAAV8 载体的中和抗体和细胞介导的免疫反应、在婴儿型 Wolman 病患者中的疗效受限等。针对这些问题,研究人员提出了一些解决方案,如使用 Imlifidase 降低抗体反应、测试新型 rAAV 血清型、优化 LIPA 基因的表达和分泌等。同时,研究人员还计划进一步研究,如在更接近 Wolman 病患者表型的动物模型中评估治疗效果,探索基因编辑技术实现稳定的肝脏转基因靶向整合等。
这项研究为 LAL-D 的治疗开辟了新的道路,为患者带来了治愈的希望。尽管前方仍有挑战,但研究人员的努力为未来的临床治疗提供了重要的理论依据和实践基础,有望在罕见病治疗领域取得重大突破。