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先天性凝血因子 VII(FVII)缺乏症患者面临治疗困境,研究人员开展药物重利用研究,筛选近 1900 种 FDA 批准药物,发现阿贝西诺特(abexinostat)和泰洛沙泊(tyloxapol)可增强 FVII p.Q160R 变异体活性,为 FVII 缺乏症治疗提供新方向。
在人体的凝血机制中,凝血因子 VII(FVII)扮演着极为关键的角色,它是一种由肝脏合成的维生素 K 依赖的血浆糖蛋白,作为单链酶原在血液中循环。一旦血管受损,FVII 会迅速与组织因子(TF)结合并被激活,进而激活下游的凝血因子,启动血液凝固过程,从而有效阻止出血。然而,先天性 FVII 缺乏症却打破了这一正常的凝血平衡。这是一种遵循常染色体隐性遗传模式的罕见出血性疾病,主要由 F7 基因突变所致。在众多 F7 基因变异中,p.Q160R 变异较为常见,在挪威的 FVII 缺乏症患者中尤为突出。这种变异会导致 FVII 蛋白错误折叠,使其滞留在细胞内,无法正常发挥功能,进而造成患者血浆中 FVII 活性和抗原水平显著降低,引发出血症状。
目前,针对先天性 FVII 缺乏症,唯一的治疗手段是使用因子浓缩物进行替代疗法,如重组活化 FVII(rFVIIa)或血浆源性 FVII 。但这种疗法存在诸多弊端,不仅需要频繁进行静脉注射,给患者带来极大的痛苦和不便,而且治疗费用高昂,无论是对患者的生活质量,还是对社会的经济负担,都是巨大的挑战。因此,开发一种侵入性更小、给药更便捷且成本效益更高的新型治疗策略迫在眉睫。
在这样的背景下,挪威奥斯陆大学医院等机构的研究人员开展了一项极具意义的研究。他们将目光聚焦于药物重利用策略,旨在从已批准的药物中寻找能够增强 FVII 变异体活性的药物,为 FVII 缺乏症的治疗开辟新途径。最终,研究取得了令人瞩目的成果,发现了阿贝西诺特和泰洛沙泊这两种药物可有效增强 FVII p.Q160R 变异体的活性,这一成果为 FVII 缺乏症的治疗带来了新希望。该研究成果发表在《Scientific Reports》上,为相关领域的研究和临床治疗提供了重要参考。
研究人员为开展此项研究,运用了多种关键技术方法。首先是高通量筛选技术,他们利用该技术对近 1900 种美国食品药品监督管理局(FDA)批准的药物进行大规模筛选,以寻找能够增强 FVII p.Q160R 变异体活性的药物。同时,采用细胞培养和转染技术,使用中国仓鼠卵巢细胞(CHO-K1)进行 FVII 的表达研究,并通过转染不同的质粒来表达野生型或变异型 FVII 。此外,还对 7 名 FVII p.Q160R 突变纯合子患者的血浆样本进行研究,分析药物对患者血浆中 FVII 活性的影响。
下面来看具体的研究结果:
- 高通量筛选药物库:研究人员使用两种不同的药物库,对瞬时表达重组野生型 FVII(rFVII-wt)或 rFVII-160R 突变体的中国仓鼠卵巢细胞(CHO-K1)的条件培养基进行处理,进行高通量筛选(HTS)。经过筛选,初步确定了 13 种诱导 FVII 活性的药物和 168 种抑制 FVII 活性的药物。其中,阿贝西诺特和泰洛沙泊脱颖而出,被确定为最有效的 rFVII-160R 突变体活性诱导剂。进一步的剂量 - 反应实验表明,这两种药物对 FVII 活性均呈现出剂量依赖性的影响,阿贝西诺特的半数有效浓度(EC50)为 0.98μM,泰洛沙泊的 EC50为 3.4μM。
- 阿贝西诺特和泰洛沙泊对患者血浆中 FVII 活性的影响:研究人员收集了 7 名 FVII p.Q160R 突变患者的血浆样本,这些患者血浆中的 FVII 抗原(FVII:Ag)平均水平为 194mIU/mL,远低于正常混合血浆的 1076mIU/mL。将这些血浆样本与不同剂量的阿贝西诺特或泰洛沙泊孵育后发现,两种药物在患者血浆中均对 FVII 活性表现出剂量依赖性影响。阿贝西诺特的平均 EC50值为 2.8μM,泰洛沙泊的平均 EC50为 2.4μM,且泰洛沙泊使 FVII 活性的变化幅度约为 21%,略高于阿贝西诺特的 19%。
- 用阿贝西诺特或泰洛沙泊处理过表达的 CHO-K1 细胞:由于 p.Q160R 突变会导致 FVII 抗原和活性水平降低,研究人员探究了这两种药物对 FVII-160R 突变体表达和分泌的影响。结果显示,阿贝西诺特处理过表达细胞后,F7 mRNA 水平显著增加 50 - 80%,rFVII-160R 抗原水平在条件培养基中增加约 1.5 倍,在细胞裂解物中增加约 2 倍,FVII 活性也显著提高 1.5 - 2 倍。而泰洛沙泊虽然对 F7 mRNA 表达无影响,但在 50μM 浓度处理时,可使 FVII 抗原和活性水平分别显著增加 50% 和 25%,不过更高剂量会使 FVII 活性丧失。此外,阿贝西诺特处理会显著降低细胞活力,而泰洛沙泊则对细胞活力无影响。
- 泰洛沙泊对 FVII 细胞内运输的影响:鉴于泰洛沙泊在不影响 F7 mRNA 表达和细胞活力的情况下增加了 rFVII-160R 的分泌,研究人员通过共聚焦显微镜研究其对 FVII 细胞内运输的影响。结果发现,泰洛沙泊处理后,rFVII-160R 与高尔基体标记物 GRASP65 的共定位显著增加,表明泰洛沙泊可能通过 GRASP 蛋白恢复了突变型 FVII 的正常运输。
综合研究结论和讨论部分,此次研究意义重大。通过高通量筛选技术,成功鉴定出阿贝西诺特和泰洛沙泊可在体外细胞模型和患者血浆中增强 FVII p.Q160R 变异体的活性,这一发现为 FVII 缺乏症的治疗提供了新的潜在药物选择。尽管阿贝西诺特存在细胞毒性问题,限制了其进一步研究,但泰洛沙泊展现出了良好的应用前景,它可能作为一种化学伴侣,通过 GRASP 蛋白依赖的途径促进 FVII 变异体的分泌。该研究证明了药物重利用策略在寻找 FVII 缺乏症新型治疗药物方面的可行性,为后续研究指明了方向。未来,有望通过扩大对 FDA 批准化合物库的研究,发现更多适合治疗 FVII 缺乏症的候选药物,为众多患者带来更有效的治疗方案,改善他们的生活质量,减轻社会的医疗负担。