高剂量毒副向左，低剂量无效向右：AAV基因治疗该如何破局？丨专家解读

基因治疗再遇挫折。

日前，美国基因疗法公司 Adverum Biotechnologies Inc.（NASDAQ:ADVM，Adverum）暂停了一项针对糖尿病性视网膜病变黄斑水肿（DME）的 II 期临床试验 INFINITY，原因是一例受试者在接受单次高剂量（6 x 10^¹¹vg / 单眼）治疗 30 周后，出现了眼压过低、全葡萄膜炎以及视力丧失症状。

对此，Adverum 公司首席执行官 Laurent Fischer 表示，将会尽快公布参与本次试验的 36 名受试者临床数据，以确定其他患者是否出现这些不良反应。不过，到目前为止都未披露原因。

眼科基因疗法公司纽福斯 CEO 陆英明则指出，虽然该公司没有披露出现这一不良反应的更多细节，但需要注意的一点是，6 x 10^¹¹vg / 单眼剂量是 AAV.7m8 注入眼睛内抗血管生成抑制剂的最高剂量。

消息一出，Adverum 公司股票立即暴跌超 50%，市值缩水近一半。

图丨Adverum 股票走势（来源：Google）

事实上，近年来基因疗法领域一度遇挫。去年 10 月，Astellas 旗下基因疗法公司 Audentes Therapeutics 进行的 ASPIRO 临床试验中，高剂量组受试者在接受 AAV8 载体基因治疗全身输注后出现 3 例致死，而这三例受试者都接受了 3×10^¹⁴vg /kg 剂量。正是因为一系列挫折，该基因疗法的上市时间也随之推迟了两年。

高剂量 AAV 基因疗法为何频频遇挫？基因疗法又应该从哪些角度突出重围？

高剂量 “困境”

据《全球眼健康特邀重大报告》统计，2020 年，全球有 11 亿人患有未经治疗的视力损害，预计到 2050 年，人数将会增加至 18 亿。其中，DME 是发达国家工作年龄人群失明的主要原因，而 AMD 是继白内障和青光眼之后全球第三大最常见失明原因，也是发达国家排名第一的未被治疗疾病。

然而，此类眼科疾病仍缺乏有效的治疗手段。

基因疗法具有良好的靶向作用、较低剂量要求以及一次注射终身治疗等优势，同时眼睛也被视为是基因治疗的理想部位，这为治疗眼部疾病带来了新希望。

“眼睛是一个相对独立的器官，一定程度上具有一定免疫赦免特权，其局部环境在解剖学上与外周免疫系统是通过眼部血管系统和淋巴管的缺失而隔离的。与全身输注的 AAV 基因治疗相比，眼睛激活先天性和适应性免疫反应的风险较低。只要是在 5x10^¹¹vg/kg 低剂量以下，全身输注也可以避免 AAV 衣壳的免疫应答”，眼科基因治疗公司纽福斯生物陆英明说。

不过，陆英明认为，高剂量是引发不良反应的可能原因之一，毕竟本次的剂量为眼部剂量的最高值。比如，纽福斯采取在玻璃体内注射中 1x10^¹⁰vg / 50uL / 眼、GenSight 采用了 9x10^¹⁰vg / 90uL / 眼剂量、Adverum 选用 2x10^¹¹vg / 眼剂量，上述剂量没有任何安全问题。但是，根据 SPK-9001B 型血友病基因疗法，全身输注大约 5x10^¹¹ vg /kg 或以上会触发免疫反应，这表明眼睛比其他部位的安全性更高。

“低剂量转染细胞的效率不够，可能看不到治疗效果；而高剂量免疫原性高，以及转染不均一，增加了 AAV 基因治疗的安全性风险。归根结底，还是有些基因药物的有效性浓度窗口不够宽。目前，基因治疗的剂量浓度测试很难像小分子和大分子那样测试多个剂量梯度，找到最佳剂量做临床实验”，基因疗法公司辉大基因首席科学家杨辉说，该公司拥有 3 条针对眼科疾病的在研疗法。

正是因为低剂量有效性不够的问题，所以即使高剂量频频引发不良反应，但众多公司仍不愿意放弃高剂量或没有改善 AAV 衣壳的策略。

这一次，Adverum 公司在研基因疗法 ADVM-022 临床 II 期试验高剂量组也出现了严重不良反应。ADVM-022 是一款以复制缺陷型重组 AAV（AAV.7m8）为载体、携带能够编码 Aflibercept（一种抗 VEGF 蛋白）序列的基因疗法，其用于治疗年龄相关性黄斑变性 (AMD) 已经获得了 FDA 授予的快速通道认定，同时用于治疗 DME 正处于临床 II 期阶段。

图 | 在研管线（来源：Adverum 官网）

不过除了高剂量以外，也不排除其他可能造成不良反应的原因。

“DME 患者可能会出现免疫功能受损，我认为这种严重的不良事件也可能是由免疫反应引起的”，陆英明补充道。

杨辉认为，高剂量肯定是一个出现不良反应的重要因素之一。此外，外源基因过表达，本身的毒性也会随着剂量的增加而增加，新血清型的安全性也需要考察。

多角度破解基因治疗难题

无论是 Audentes 基因疗法临床试验中出现的致死案例，还是基因治疗出现的不良反应案例，都表明 AAV 基因治疗在技术角度仍有很长的路要走。

总体来看，在短期内，需要更多的临床前研究更好地预测、安全使用剂量和毒性生物标志物，以及空衣壳水平、制造过程产生的杂质和不同的纯化策略；长期来看，需要将研究终点从 “如何安全使用高剂量 AAV” 转移到 “如何设计载体” 上面，包括工程化改造衣壳、更安全的制造方法、新启动子和元件、更好的纯化方法等等。

“我认为基因治疗的一个方向还是筛选更加特异更高效率的 AAV，这样达到相同感染效果所需要 AAV 颗粒数会更少；另一个方向是，选择更具特异、且表达强度合适的启动子，使外源基因过表达局限于靶细胞，表达剂量也尽可能接近于生理水平；第三个方向是，DNA 编辑、RNA 编辑和基因治疗的结合，可以很好的避免基因毒性问题、靶细胞特异性要求并非特别高，同时更加接近生理水平，”杨辉从三个方向指出基因治疗的优化方向。

（来源：aavvirus）

陆英明的观点和杨辉的观点相类似。他认为，当前基因疗法面临的挑战还有很多，包括腺病毒载体包裹基因片段小、免疫原性等难题。一个重要的改善方向是降低患者在眼部或者全身注入的 AAV 基因疗法剂量，优化 AAV 衣壳以降低免疫反应，同时提高 AAV 转导效率。

针对免疫原性难题，陆英明指出几大具体解决方案。一是，服用免疫抑制性药物，包括全身用糖皮质激素或者减少病毒载体中的 CpG；二是，模式识别受体 ——Toll 样受体（TLR）是 AAV 进入人体细胞后引发过度免疫反应的 “幕后推手”，因此抑制相关 TLR 能够降低免疫原性。比如，今年 2 月，George Church 与其学生 Ying Kai Chan 以 “即插即用” 的方式将 TLR9 抑制序列整合到血清型病毒载体中，为进入体内的 AAV 穿上了 “隐身衣”；三是，在设计载体时尽最大可能去除大量的 CpG。

参考资料：

https://www.genengnews.com/commentary/gene-therapy-its-time-to-talk-about-high-dose-aav/

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