
11月15日,Sangamo Therapeutics公司啟動(dòng)SB-913首例人體臨床試驗(yàn),嘗試通過體內(nèi)基因編輯技術(shù)徹底治愈遺傳性疾病,本次受試者患有亨特氏綜合征(Hunter syndrome)。若能取得成功,SB-913將會(huì)是疾病治療史上有著里程碑意義的藥物。本文將圍繞本品進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹。
亨特氏綜合征
鑒于首例受試者患有亨特氏綜合征,那么在介紹在研藥物SB-913之前,我們先來了解一下亨特氏綜合征。相信對(duì)發(fā)病機(jī)制的了解將有助于理解藥物設(shè)計(jì)和研發(fā)思路。
亨特氏綜合征,又名II型粘多糖貯積癥(mucopolysaccharidosis type II,MPS II),是一種罕見遺傳病。發(fā)病者主要是男性,每10萬到17萬人中,就有一名患者。亨特氏綜合征患者體內(nèi)缺乏艾杜糖醛酸硫酸酯酶(iduronate-2-sulfatase,IDS)基因,該基因負(fù)責(zé)編碼分解有毒碳水化合物的酶——艾杜糖醛酸硫酸酯酶。由于IDS基因缺失,導(dǎo)致細(xì)胞有毒代謝物累積聚集,繼而損傷患者各臟器。大部分的患者在20歲之前因呼吸道阻塞、上呼吸道感染、或是心力衰竭過世。唯一緩解病情的手段是每周接受標(biāo)準(zhǔn)的酶替代療法。盡管這種療法能有效控制病情,但輸入患者體內(nèi)的IDS酶會(huì)很快減少,下降到無法檢測(cè)的水平。而且酶替代療法的開銷在每人每年10萬至40萬美元。因此,患者們對(duì)創(chuàng)新療法有著迫切的需求。
SB-913
SB-913是Sangamo Therapeutics公司開發(fā)的一款用于治療亨特氏綜合征的基因藥物,由腺相關(guān)病毒、鋅指核酸酶(zinc finger nucleases,ZFN)和遺傳性疾病缺失的IDS基因三部分組成。在治療過程中,本品以輸液的方式經(jīng)靜脈給藥,輸注時(shí)間控制在3小時(shí)。藥物進(jìn)入人體,腺相關(guān)病毒作為載體,攜帶兩個(gè)鋅指核酸酶和一個(gè)正常IDS基因直達(dá)人體肝細(xì)胞。到達(dá)肝部細(xì)胞內(nèi)部后,鋅指核酸酶特異地在肝細(xì)胞內(nèi)啟動(dòng),并識(shí)別、結(jié)合、切斷內(nèi)源性白蛋白基因位點(diǎn)(Endogenous albumin gene locus)。利用細(xì)胞天生的DNA修復(fù)機(jī)制,肝細(xì)胞可以把編碼正常IDS的基因插入到該位點(diǎn)。至此,單個(gè)細(xì)胞完成修復(fù)(圖1)。據(jù)介紹,僅需要1%的肝部細(xì)胞成功接收新的正?;?,那亨特氏綜合征就能得到有效治療。SB-913被設(shè)計(jì)為單次治療策略,目的是為患者一生提供穩(wěn)定、持續(xù)的IDS酶。SB-913已經(jīng)獲得FDA授予的孤兒藥和罕見兒科病認(rèn)定,也被FDA授予快速通道,用于治療亨特氏綜合征。FDA已經(jīng)批準(zhǔn)的一項(xiàng)名為CHAMPIONS(NCT03041324)的Ⅰ/Ⅱ期臨床試驗(yàn)申請(qǐng)。按計(jì)劃,該臨床試驗(yàn)將對(duì)多達(dá)9名男性患者進(jìn)行治療,用于觀察SB-913的安全性、耐受性及初步有效性。2017年11月15日,首例亨特氏綜合征患者正式入組,在加州大學(xué)舊金山分校貝尼奧夫兒童醫(yī)院接受SB-913藥物治療。
優(yōu)勢(shì):和CAR-T等將患者細(xì)胞取出改造后回輸、或是用腺相關(guān)病毒導(dǎo)入cDNA進(jìn)行體內(nèi)功能性蛋白表達(dá)的基因治療不同,SB-913的治療更為徹底,將永久性改變患者基因組信息。
局限性:盡管基因編輯可以幫助患者從根源上解決病因,但疾病已造成的損傷無法逆轉(zhuǎn),因此,若能從兒童期進(jìn)行干預(yù)治療將最大程度的保證患者獲益。針對(duì)這個(gè)目標(biāo),Sangamo therapeutics公司計(jì)劃擴(kuò)大該臨床試驗(yàn)的樣本,在更多成人患者身上進(jìn)行試驗(yàn),最終實(shí)現(xiàn)在兒童患者身上醫(yī)治的目的。此外,《科學(xué)》雜志報(bào)道指出,該基因療法可能存在和酶替代療法一樣的困境——無法通過血腦屏障,這意味著,患者的腦損傷或許無法得到遏制。再者,在安全性上,雖然腺相關(guān)病毒被認(rèn)為有較高安全性,但仍有發(fā)生無法預(yù)計(jì)副作用的可能。
根據(jù)相關(guān)報(bào)道,一個(gè)月后可以判斷這次臨床治療是否有效,三個(gè)月后,該療法的安全性和有效性將進(jìn)一步得到確認(rèn)。
鋅指核酸酶基因編輯技術(shù)
SB-913使用了SangamoTherapeutics公司鋅指核酸酶基因組編輯技術(shù)。何為鋅指核酸酶?這是一類人工修飾的核酸內(nèi)切酶,由DNA識(shí)別域和非特異性核酸內(nèi)切酶構(gòu)成,其中DNA識(shí)別域賦予特異性,在DNA特定位點(diǎn)結(jié)合。DNA識(shí)別域是由一系列 Cys2-His2鋅指蛋白串聯(lián)成的鋅指蛋白組組成,可以識(shí)別一段特異的堿基序列,具有很強(qiáng)的特異性。與鋅指蛋白組相連的非特異性核酸內(nèi)切酶來自FokI羧基端96個(gè)氨基酸殘基組成的DNA剪切域。FokI是來自海床黃桿菌的一種限制性內(nèi)切酶,只在二聚體狀態(tài)時(shí)才有酶切活性,每個(gè)FokI單體與一個(gè)鋅指蛋白組相連構(gòu)成一個(gè)鋅指核酸酶,識(shí)別特定的位點(diǎn),當(dāng)兩個(gè)識(shí)別位點(diǎn)相距恰當(dāng)?shù)木嚯x時(shí)(6~8個(gè)堿基),兩個(gè)單體鋅指核酸酶相互作用產(chǎn)生酶切功能(圖2)。從而達(dá)到 DNA 定點(diǎn)剪切的目的。之后通過非同源末端連接或同源重組修復(fù)斷裂,將目標(biāo)基因替換。
鋅指核酸酶是第一代基因編輯工具,與轉(zhuǎn)錄激活子樣效應(yīng)因子核酸酶(Transcription activator-like effector nulease , TALEN)和CRISPR/Cas9構(gòu)成三大基因編輯技術(shù)。強(qiáng)兩者比較常見,CRISPR/Cas9是近兩年興起。Sangamo therapeutics公司擁有鋅指核酸酶的一系列關(guān)鍵專利,并開發(fā)了建立在鋅指核酸酶基礎(chǔ)上的基因療法平臺(tái)。Sangamo Therapeutics公司稱,他們工程優(yōu)化后的鋅指核酸酶系統(tǒng)具有高的在靶(on-target)活性,約為80%,且未檢測(cè)到脫靶(off-target)效應(yīng)。
小 結(jié)
SB-913的臨床研究結(jié)果值得期待,若成功將開創(chuàng)基因療法一代先河。與原研公司Sangamo Therapeutics公司信心十足不同的是,行業(yè)內(nèi)科研人員也對(duì)產(chǎn)品的安全性表示擔(dān)憂,特別是發(fā)生脫靶,剪錯(cuò)位點(diǎn),導(dǎo)致未曾預(yù)料到的基因損傷,甚至細(xì)胞癌變的嚴(yán)重后果。此外,科研人員不看好SB-913對(duì)腦部的治療效果,如果是這樣,那么患者的生活質(zhì)量將會(huì)受到很大影響,產(chǎn)品的優(yōu)越性打了一個(gè)折扣。SB-913究竟如何?讓我們拭目以待!(生物谷Bioon.com)
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