亨廷顿病的细胞疗法和基因治疗
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发布时间: 2019-01-15

之前的文章中我们介绍了亨廷顿病(HD)潜在的药物治疗,本周我们介绍亨廷顿病的细胞治疗和基因疗法的最新进展。

1.细胞治疗

  在HD的病程中,纹状体中型多棘神经元的退变被认为是造成运动症状以及认知损害进展的主要原因,这奠定了细胞替代治疗的理论基础。这可以通过使用胎儿来源的纹状体神经元或多能干细胞诱导的纹状体神经元(iPSC)来实现。临床前研究在HD动物模型发现了细胞移植治疗有效,但HD患者进行胎儿纹状体移植的临床试验中未观察到临床获益。对进行了移植的患者尸检结果显示只有少数的细胞存活伴随周围炎症反应。有趣的是,在进行胎儿多巴胺能神经元移植的PD患者中发现,移植细胞中含有亨廷顿突变蛋白聚集体,但不包含α-突触核蛋白。一项法国进行的多中心试验(MIG-HD)评估胎儿纹状体细胞移植对于HD的疗效,但结果尚未报道。目前有大量的研究在临床前模型中研究干细胞对HD的疗效,但目前在HD患者中尚无报道的临床研究。目前存在的挑战包括:生产可繁衍的最佳的细胞系,控制细胞生长,整合神经元网络,形成功能性突触,合理开发兴奋性和抑制性特性,以及细胞移植的安全性和有效性的建立仍有待确定。

▲图1▲

干细胞移植治疗图示。

2.基因治疗

目前正在研究的最有潜能的HD治疗方法是旨在沉默或编辑突变HTT基因或HTT突变蛋白本身的神经保护疗法,这会最大程度的阻止mHTT诱导的级联的下游信号通路和病理改变。
目前正在研究旨在实现该目标的两种主要方法为:反义寡核苷酸(ASO)疗法和 使用腺相关病毒(AAV)作为载体递送小RNA或微小抑制性RNA的基因疗法(iRNA)。

 在ASO疗法中,Ionis与罗氏公司合作开发的ASO不具有位点特异性,但能够显着降低正常和突变亨廷顿基因的表达。 突变HTT蛋白的减少是通过ASO与突变亨廷顿基因的mRNA结合来实现的,然后通过正常的细胞清除机制降解。目前是一项多次剂量的1期安慰剂对照研究目前正在进行的一项1期安慰剂对照多次剂量递增临床试验正在36名受试者中进行,每名受试者接受4次鞘内注射。其他新兴的技术包括Wave Life Science正在开发的ASO技术,仅针对异常等位基因。ASO干预措施的局限性在于它们需要反复进行鞘内注射,以及目前尚未确定足够的靶点相互反应和效果。

 iRNA基因治疗方法旨在引入能够沉默或编辑突变基因的抑制性RNA。在这种策略中,含有所需治疗性蛋白质的cDNA的病毒载体(通常是AAV2载体)被注射到大脑的目标区域,在这里cDNA通过整合酶整合到细胞基因组中,理论上可以引起突变基因的持续修饰。这种方法的一个优点是原则上,它只需要一次脑实质内的注射就可以提供长期治疗效果。目前的开发计划,包括uniQure,Voyager / Genzyme,Spark和Biomarin / Prosensa,使用编码RNAi的cDNA,该RNAi可结合亨廷顿基因的mRNA(通常是突变基因和野生型)。基因沉默研究表明,这种方法可以减少HTT蛋白的表达,改善小鼠、小型猪和非人类灵长类动物的症状。一种微小干扰RNA(miRNA)也可以靶向结合CAG重复片段的启动子区域,引起miRNA / RNA复合物被正常细胞机制降解以进行清除。在细胞和动物模型中,这种方法可以导致亨廷顿蛋白的表达大大降低。

使用诸如CRISPR或锌指核酸酶等技术的基因编辑方法也很受关注。 该策略旨在去除亨廷顿基因的异常部分并将其替换为正常基因序列。 Sangamo Bioscience正在使用锌指核酸酶策略来尝试实现这一目标,并报告了阳性结果,包括降低亨廷顿蛋白聚集体以及在HD小鼠模型中的行为改善。

由于人的大脑体积较大,如何确保在特定目标区域提供充分的干预是基因治疗的一个主要挑战。

▲图2▲

基因沉默治疗图示。

3.总结

自发现导致HD的基因突变至今已有25年,为什么我们在开发这种致残疾病的有效治疗方面取得的成功如此之少?一个因素是非凡的成本和开发中枢神经系统疾病治疗的时间(约10亿美元和超过12年)。仅这一点就阻碍了许多大型制药公司从事CNS研究,特别是对影响数量有限的患者的疾病。其他限制因素包括:难以在大脑内建立目标验证,负责细胞退化的特定机制的不确定性,现有动物模型在预测患者对新干预措施的反应中的不确定价值,未能准确确定正确的剂量或给药方案,以及缺乏药物批准的既定监管途径.

虽然HD的治疗存在大量挑战,然而,目前仍有大量实验室正在研究许多有希望的新疗法,其中一些已经处于临床试验的不同阶段。虽然目前尚没有能确保提供疾病改善效果和有意义的症状获益的疗法,但随着科学的不断进步,各种各样的治疗方法和临床试验,以及许多可能相关的目标,极有可能至少有一种治疗方法最终会改变这种毁灭性疾病的自然病程。

参考文献:

Kieburtz K,et al. Huntington's disease: Current and future therapeutic prospects.

Mov Disord. 2018 Jul;33(7):1033-1041. doi: 10.1002/mds.27363.

 

编译:顾孝静 华西商教授团队