在基因治疗时代大放异彩的AA V基因疗法，有哪些新进展？
文章来源：贤集网发布日期：2022-07-20浏览次数：105 AAV全称腺相关病毒，属于细小病毒科的一类很特殊的病毒，它的尺寸非常小，只有20多个纳米，相当于两三个抗体分子。被发现于上个世纪60年代，是发现的比较早的病毒之一，也是目前了解研究深入的病毒之一，84年的时候就把它作为基因递送的载体。实际上对于重组蛋白药物的发展也就是在上个世纪70年代，也是随着基因工程的出现，开始有了蛋白药物，所以基于AAV的基因治疗跟蛋白药物的发展是前后脚的关系。人们希望病毒携带的基因治疗能代替长期的蛋白治疗。目前上百个不同的AAV基因治疗的产品在临床上试验，进行各种适应症的试验，可以说AAV基因治疗到了华丽的阶段。AAV作为基因治疗载体的优势①不导致任何人类疾病，主要以附加体形式存在（非常关键）迄今为止，许多有害疾病患者已采用了AAV基因治疗，但未观察到重大不良事件，这凸显了这些治疗的安全性。特别是“基因替代”策略在单基因疾病病例中显示出很高的成功率。一些针对血友病A、血友病B、视网膜疾病和脊髓性肌萎缩（SMA）等疾病的临床试验已被证明AAV是安全有效的治疗工具。通过生产（慢病毒）载体，插入诱变的风险已经降低或规避。目前尚不知道野生型AAV在体内引起疾病，并且在去除大多数AAV基因组元素后，可以确保重组AAV基因在体内递送的进一步安全性。②免疫原性低（安全）腺相关病毒（AAV）载体的基因治疗已在靶器官（包括眼睛、肝脏、骨骼肌和中枢神经系统）的一系列试验中证明了安全性和长期疗效。通过使用辅助免疫调节药物降低了免疫应答的风险。AAV在体内引起非常温和的免疫反应，进一步支持其在基因递送过程中明显缺乏致病性。③单次治疗、稳定表达、长期疗效现在人们普遍认为，AAV介导的蛋白质治疗基因递送提供了持久的药理作用，可能允许整个治疗的单剂量给药。这对于可能需要多次剂量的神经系统和眼部疾病尤其重要。值得注意的是，已有证据表明使用AAV载体治疗多种CNS疾病和脊髓性肌萎缩。AADC在神经元中具有持久（>4年）的转基因表达已在PD患者中得到证实，在非人灵长类动物中已被证明可持续表达>15年。因此，AAV已成为蛋白质治疗基因递送的有前途的平台。④血清型多，可选择性靶向不同的转染细胞，不同的组织器官AAV2是20世纪60年代从腺病毒中发现的AAV载体，然后将载体基因组克隆到细菌质粒。这导致了对AAV2生物学的详细了解，因此，大多数重组AAV（rAAV）载体通常利用AAV2 ITR。迄今为止，已经确定/发现了12种原发性AAV血清型和100多种不同的变异。每种血清型都具有独特的细胞向性，伴有器官生物分布和转导特性的变化。AAV2感染被认为是非特异性的。然而，在1996年，Ponnazhagan等人发现了一种没有被野生型或重组AAV2载体感染的人类细胞系，这表明可能存在受体介导的摄取机制。不久之后，硫酸乙酰肝素蛋白聚糖（HSPG）被鉴定为细胞受体，而成纤维细胞生长因子受体1（FGFR1）和整合素αVβ5被鉴定为AAV2的细胞共受体。其他共受体，如表皮生长因子受体（EGFR），血小板衍生生长因子受体（PDGFR），LamR（层粘连蛋白受体）等，多年来已被发现用于不同的血清型。Levy等人利用冷冻电子显微镜和三维图像重建来证明AAV2与HSPG的结合不仅允许病毒附着，而且还诱导衣壳的构象变化。因此，可以假设与主要受体的结合将病毒粒子“锁定”在过渡状态，增加其对次要受体的亲和力，从而引发内吞作用。Pillay等人通过全基因组筛选发现了AAV2感染的另一种共受体，并将其称为AAVR。有趣的是，研究发现血清型与AAVR结合的特异性差异。此外，除了少数血清型（未被研究）外，没有一个自然发生的AAV能够在AAVR敲除小鼠中转导细胞，表明AAVR可能是多种AAV血清型的共受体。表1总结了不同的AAV血清型，它们的组织趋向性以及它们定义其细胞相互作用的主要受体和共受体。根据目前的文献，可以假设AAV与细胞表面的特异性初级受体和共受体相互作用，从而触发其内吞作用进入内体。结构改变暴露了VP1和VP2的N末端，使AAV病毒粒子从内体中释放出来并积聚在细胞的核周区域。一旦进入细胞核，AAV基因组就会被释放出来，它们的单链DNA被转化为双链DNA（dsDNA）进行转录和翻译。不同血清型衣壳氨基酸序列的差异允许受体结合偏好的微妙变化。⑤宿主范围广，可转导分裂和静止期细胞AAV被认为是体内基因转移治疗的有效递送载体，并且由于目前可用的安全性数据与其缺乏致病性，低免疫原性，已成为载体。与其他病毒载体递送系统相比，AAV载体的另一个优点是其广泛组织靶向性（增殖性和非增殖性细胞）。目前，AAV基因疗法已在多个疾病治疗领域取得了较大的进展。01.治疗血友病2022年5月，CSL Behring公司宣布其针对血友病B的研究性基因治疗药物Etranacogene dezaparvovec的生物制品许可申请(BLA)已获得美国食品和药物管理局(FDA)优先审评资格。如果获得批准，这将是第一个治疗血友病B的基因疗法。Etranacogene dezaparvovec由uniQure公司开发，旨在使用AAV5载体递送表达FIX Padua变体的转基因。2022年4月20日，CDE官网新公示，上海天泽云泰生物医药有限公司VGB-R04注射液临床试验申请已获批准，适应症为先天性凝血因子IX缺乏引起的血友病B。VGB-R04是天泽云泰自主研发的AAV基因治疗产品。VGB-R04静脉注射后，通过AAV衣壳蛋白介导的肝脏细胞转导，将VGB-R04表达盒递送至细胞核。VGB-R04表达盒以游离DNA的形式存在，在肝脏细胞中表达凝血因子Ⅸ高活性天然变体(hFIX Padua)蛋白。肝脏表达并分泌入血的hFIX Padua蛋白替代缺失的先天性凝血因子IX发挥作用，从而纠正血友病B患者的凝血障碍。2022年4月，ASC Therapeutics宣布其研究性A型血友病基因治疗ASC618获美国FDA的快速通道指定，以及欧洲药品管理局(EMA)对孤儿药认定的积极意见。ASC618是一款AAV基因治疗，携带密码子优化的B结构域缺失的因子VIII基因和小长度的肝脏特异性启动子，能够内源性产生因子VIII，从而治疗A型血友病。2022年3月，BioMarin Pharmaceutical公司宣布在《新英格兰医学杂志》(NEJM)上发表了血友病A基因疗法valoctocogene roxaparvovec的3期GENEr8-1研究结果。在接受治疗4周后，患者的凝血因子VIII使用率降低了99%，需要治疗的ABR降低84%。valrox是一种使用AAV5病毒载体递送表达FVIII的转基因的基因疗法。它的优势在于患者可能只需要接受一次治疗，肝细胞就可以持续表达FVIII，从而不再需要长期接受预防性凝血因子输注。2022年2月国家科学技术部政务服务平台官网显示:中国人类遗传资源行政许可事项2022年第2批审批结果已发布，其中项目名称为"评价ZS801腺相关病毒载体表达人凝血因子IX基因治疗技术在血友病B患者中的安全性和有效性的临床研究"的AAV基因疗法临床研究通过中国人类遗传资源管理办公室审评。该项目由四川至善唯新生物科技有限公司合作发起，即将在中国医学科学院血液病医院开展临床研究。02.治疗眼科疾病2022年5月7日，根据CDE官网显示，成都弘基生物科技有限公司(简称"弘基生物")申报的"KH631眼用注射液"临床试验申请获得受理，共计6项。据公开资料披露，KH631眼用注射液是通过AAV递送目标基因用于治疗新生血管性(湿性)年龄相关性黄斑变性(nAMD)的、具有自主知识产权的1类生物新药。该产品以弘基生物自主开发的AAV递送系统为基础，在组织特异性、免疫原性、表达可控性和感染效率上具有特色，并在临床前疾病模型中显示出持续疗效。2022年5月4日，Applied Genetic Technologies Corporation(AGTC)在2022年视觉和眼科研究协会(ARVO)年会上，公布了其正在进行的AAV基因疗法AGTC-501治疗X连锁视网膜色素变性(XLRP)的1/2期研究的其他积极结果，包括18个月安全性和有效性数据。这些结果表明，改善视觉功能的持久性超过18个月，并为XLRP基因治疗提供了生物活性证据。2022年4月，Ocugen公司宣布，其AAV基因治疗OCU400已在治疗NR2E3和RHO基因突变引起的色素性视网膜炎(RP)的1/2期临床试验中完成首例患者给药。OCU400由视网膜核激素受体(NHRs)基因NR2E3的功能性拷贝组成，使用AAV载体将OCU400递送至视网膜中的靶细胞。作为有效的调节基因，NR2E3在视网膜内的表达可以帮助重置视网膜稳态，稳定细胞并潜在地挽救光感受器变性。2022年4月19日，CDE官网新公示，朗信生物旗下上海朗昇生物科技有限公司(朗昇生物)1类新药LX101注射液已获临床试验默示许可，用于治疗RPE65双等位基因突变相关的遗传性视网膜变性(IRD)患者。LX101注射液是朗信生物自主研发的一款以rAAV为载体的基因疗法。产品通过对RPE65基因编码序列优化设计，高效表达人源RPE65蛋白，补偿因该基因突变导致的蛋白功能缺失，眼内给药后可有效治疗RPE65双等位基因突变相关的遗传性视网膜变性(IRD)患者。2022年2月，REGENXBIO公布了其眼科AAV基因疗法RGX-314的2期ALTITUDE试验的积极中期数据。ALTITUDE旨在评估RGX-314经脉络膜给药在中重度糖尿病视网膜病变(DR)、或重度非增生性糖尿病视网膜病变(NPDR)、或轻度增生性糖尿病视网膜病变(PDR)患者中的安全性、耐受性以及疗效。新数据显示，队列1的患者门诊一次性注射RGX-314后6个月，经ETDRS-DRSS评估显示47%患者显示出两级及以上的视网膜病变改善，对照组患者没有改善。2022年1月，GenSight Biologics近日报告了其AAV基因疗法LUMEVOQ®治疗Leber遗传性视神经病变(LHON)的长期临床数据。研究显示，受试者在单次注射基因治疗4年后，视力依然持续得到改善。2022年1月6日，4D Molecular Therapeutics宣布首位患者在4D-150的1/2期临床试验中给药。4D-150是一种玻璃体内给药的双转基因AAV基因疗法，用于治疗湿性AMD。03.治疗中枢神经系统疾病2022年3月21日，uniQure宣布其AAV5载体的基因疗法AMT-130在治疗早期亨廷顿病的1/2期临床试验中完成首批患者中前两个列队的登记。AMT-130利用该公司专有的miQURE™沉默技术，由携带人工微RNA(micro-RNA, miRNA)的AAV5载体组成，该载体专门用于沉默亨廷顿基因。治疗目标是抑制突变蛋白(mHTT)的产生。2022年3月15日，专注于开发神经退行性疾病基因疗法的Myrtelle宣布，美国FDA已授予其临床阶段基因疗法rAAV-Olig001-ASPA快速通道资格、罕见儿科疾病(RPD)资格和孤儿药资格，用于治疗Canavan病(CD，又名海绵状脑白质营养不良)患者。2022年3月2日，LEXEO Therapeutics公布了其在研AAV基因疗法LX1001治疗APOE4纯合子阿尔茨海默病(AD)患者的1/2期临床试验的积极初始数据。LX1001利用AAV rh10载体，通过鞘内注射的形式，将保护性载脂蛋白E2(APOE2)基因递送到携带两个APOE4等位基因的AD患者的中枢神经系统，以阻止或减缓疾病进展。04.治疗溶酶体贮积症2022年5月18日，Lysogene提供了其AAV基因疗法LYS-SAF302治疗IIIA型粘多糖贮积症(MPS IIIA)的2/3期AAVance临床试验的新临床数据。AAVance研究对至少随访两年的MPS IIIA患者进行了评估，初步结果显示，约一半患者的认知发育年龄(DA)下降有所改善、稳定或减缓。2022年2月23日，据CDE官网公示，北京锦篮基因科技有限公司(简称"锦篮基因"或"锦篮")治疗庞的"GC301腺相关病毒注射液"临床试验申请获得受理(受理号:CXSL2200102)。动物实验显示，经过GC301药物治疗的模型小鼠，生存率明显改善，可以在跑轮上自由活动，充分证明了药物有效。2022年2月9日，REGENXBIO在第18届世界溶酶体大会(18th Annual WORLDSymposium™)上，展示了其AAV基因疗法RGX-111治疗严重I型粘多糖病(MPS I)的I/II期临床试验的积极初始数据，数据来自于6名接受了RGX-111治疗的患有严重MPS I的患者。2022年2月7日，Sangamo Therapeutics公布了AAV基因疗法Isaralgagene civaparvovec(ST-920)的一项1/2期STAAR临床研究的新数据。ST-920是一种重组AAV2/6载体，编码人类a-Gal A的cDNA，该研究旨在评估ST-920递增剂量治疗法布里病的安全性和耐受性。研究人员对5名患有典型法布里病的男性进行了给药，数据显示，ST-920在三个剂量队列中普遍耐受性良好，没有出现严重或高于1级的治疗相关不良事件(AE)。2022年2月7日，安斯泰来(Astellas)宣布其AAV基因替代疗法AT845在1/2期临床试验中的积极中期数据，该药物可提供功能性α-葡萄糖苷酶(GAA)基因，用于治疗迟发性庞贝病(LOPD)。结果显示，给药后第24周的随访期间，AT845表现出令人鼓舞的安全性。更重要的是，在四名受试者在给药后均未报告严重的不良事件。Astellas Gene Therapies将继续为该临床实验招募患者。2022年1月27日，Taysha Gene Therapies宣布了其在研基因疗法TSHA-101在治疗Sandhoff和Tay-Sachs病这两种不同类型的GM2神经节苷脂沉积症的积极早期临床结果。GM2神经节苷脂沉积症是一种罕见致命性单基因溶酶体沉积症，由编码β-氨基己糖苷酶A(Hex A)的两个亚基的HEXA或HEXB基因缺陷引起。Sandhoff病患者中，Hex A酶活性在接受治疗1个月时达到正常水平的190%，在3个月时达到正常水平的288%，代表着比无症状患者通常的5%提高了38倍和58倍;Tay-Sachs病患者中，接受治疗1个月后Hex A酶活性达到正常水平的25%，与无症状患者通常的5%相比提高了5倍。2022年1月6日，Freeline Therapeutics宣布美国FDA已批准其AAV基因疗法FLT201的新药临床试验(IND)申请，用于治疗1型戈谢病。FLT201是一种实验性的、靶向肝脏的AAV基因疗法，FLT201包含一个肝脏特异性启动子和一个GBA1序列，GBA1序列表达Freeline新型专有的GCase变体85(GCasevar85)，该变体在溶酶体pH条件下的半衰期比野生型GCase蛋白长20倍。FLT201应用高转导AAVS3衣壳作为载体，通过一次性静脉输注后实现内源性GCase的持续产生，从而解决戈谢病患者未满足的需求。AAV基因治疗临床试验带给我们的启示即使是被认为安全的AAV载体，也有可能带来严重的治疗后果。这很大原因来自于病毒引发的炎症因子风暴，极易造成肝功能急性损伤；另外，一个人若长期暴露于某种病毒载体，免疫系统将产生对该感染的记忆，使人产生抵抗力，将对再次的基因递送和持久基因表达构成障碍。所以，研究人员正在采用一系列方法来改造AAV。通过改造病毒载体的基因结构、扩大其载体容量、提高病毒产率以及对不同组织细胞的转染效率，以使AAV载体更加符合不同疾病的需求。另外在生产工艺上，对载体生产的纯度也有很高要求。空病毒衣壳不含有治疗基因但会引起免疫反应，而且空衣壳会和完整衣壳竞争感染患者细胞，若要达到治疗效果就需要加大剂量，会带来高剂量副作用。一个绕不开的问题就是昂贵的生产成本了。就美国现阶段的生产工艺来看，AAV病毒大规模生产的成本平均每人约为50-100万美元。这远远超出了人们普遍的经济承受能力，加上目前国内的保险制度还不完善，相当于对国内的基因治疗公司提出了更高的要求。 
