陆英明点评 | 基因疗法：眼部疾病治疗革新者
一些常见的眼部疾病，如年龄相关性黄斑变性和视网膜色素变性都会损害感光细胞，导致严重的视力丧失，其中年龄相关性黄斑变性是老年人致盲的重要原因。
对于这类疾病，研究者们从视网膜再生入手，开发了多种方法，但这些方法都面临着诸多挑战。例如，视网膜假体需要侵入性手术和可穿戴设备。而其它基于光遗传技术的视蛋白替代疗法需要增大光线强度才能达到信号转导所需的阈值，但是强光有可能进一步损害视网膜。
10月22日，美国Nanoscope Technologies公司在Nature子刊Gene Therapy上发表了一篇论文，研究人员通过将新开发的MCO1视蛋白递送到完全失明小鼠视网膜中的双极细胞中，成功使小鼠恢复重要的视网膜功能和视力。
视蛋白对于视觉感知必不可少。在正常眼睛中，视蛋白在视网膜中的视杆细胞和视锥细胞（两种感光细胞）中表达。当感光细胞受到光刺激时会发出信号，并通过视神经把这个信号传递到大脑中的神经元，从而产生视觉。
而在视网膜黄斑变性和视网膜色素变性等疾病中，尽管感光细胞可能不再完全发挥作用，但双极细胞等其它视网膜神经元仍保持完整，这使其成为靶细胞的合理选择。
在这项新研究中，科学家们设计了一种对环境光（<10 µW/mm2）敏感的视蛋白MCO1，通过不同剂量的AAV2携带MCO1（vMCO1）到靶细胞中。使用失明小鼠模型评估这一疗法的长期疗效和安全性显示，MOC1在递送后6个月内持久表达。
这种持久表达与小鼠行为显著改善有关。在小鼠玻璃体内注射vMCO1后的4至8周内，在两种视觉导向行为分析（放射状水迷宫和视动反应）中可以观察到所有失明小鼠的光敏性发生增强。
此外，在注射vMCO1后6个月，小鼠血浆或玻璃体中的抗炎细胞因子没有显著增加，中和抗体的水平也没有显著增加。并且vMCO1治疗未出现脱靶效应，只有双极细胞表达了MCO1视蛋白，显示出了这一疗法良好的安全性。
这种疗法一次性注入眼内，无需任何硬件设备。MCO1对环境光敏感，因此不需要将强光照射到眼睛中。而且用MCO1进行治疗并不需要感光细胞保持存活，因此可以用来治疗更广泛的视网膜变性疾病。
“这种疗法的优点在于它的简便性。双极细胞位于感光细胞所在处的下游位置，当把视蛋白MCO1基因添加到视网膜的双极细胞中时，光敏性就会恢复。”论文通讯作者、Nanoscope创始人Samarendra Mohanty博士说道。据悉，该公司计划今年晚些时候进行这一疗法的临床试验。
专 家 点 评
纽福斯 CEO 陆英明博士
研究亮点
通常，视锥杆细胞的死亡被认为是视网膜疾病导致失明的主要原因。Nanoscope的最新研究显示了双极细胞具有多重特性的表达功能，可表达视蛋白，尤其在环境光下具有恢复视力的潜力。此项研究发现，盲鼠注射vMCO1后表现出明显的与光反应有关的电生理信号和行为变化，而且无治疗相关的安全性问题。血液和组织检查没有发现治疗引起的炎症迹象，并且该治疗无脱靶效应。此外，接受vMCO1治疗的小鼠在注射8周后其视觉运动反应在环境光水平下得到改善。
这些数据表明，该研究找到了一种能使双极细胞替代受损光感受器工作的方法，为视网膜退化的潜在治疗提供了一个新的切入点。这种AAV疗法有可能帮助患者实现至少20/60的视力，并且由于 MCO1 对环境光敏感，因此与其它视蛋白替代疗法相比，具有无需使用强光照射眼睛的优势。
独特优势
眼睛，尤其是视网膜会成为基因治疗极有利的目标部位，原因主要包括以下三点：1）眼睛是一个相对"免疫豁免"的空间（即该组织环境可以耐受外源引入的抗原，而不产生炎症免疫反应）；2）封闭系统可最大限度地减少全身或组织的暴露；3）与系统给药相比，低载体剂量只带来轻微的生产负担。
与早期研究的病毒载体相比，目前基因治疗中常用的AAV在眼睛中具有广泛的向性和低免疫原性。而有限大小的玻璃体空间可有效转导视网膜细胞信号，为AAV向视网膜细胞输送正常基因提供了有利的环境。AAV2是第一个人类识别的AAV血清型，可有效地转染各类视网膜神经元，已在动物模型和人类中显示出安全性和实用性，为目前尚无有效治疗方法的视网膜疾病研究提供了充足动力。
与其他类型的眼部疾病治疗方式相比，基因治疗由于清晰的病理生理机制，可通过修复变异蛋白的功能，对治疗单基因病具有很大的潜力。除了单基因眼病外，基因疗法还有望长期持续表达治疗性分泌蛋白，以解决更普遍的非遗传性视网膜疾病，如AMD。
对于已有生物制剂为标准疗法的眼部疾病，基因治疗还可以降低重复玻璃体内注射（IVT）的频率。传统疗法通常每4-8周一次，以保持足够的眼内浓度，这给护理人员和患者都带来了极大负担，但基因疗法可通过单次注射达到抗血管生成蛋白的持续表达，从而提高患者依从性和治疗效果。此外，频繁的IVT注射会增加发生注射相关不良事件的风险，包括眼内炎、出血、视网膜脱落和暂时性眼压升高。
未来挑战
放眼未来，创新的AAV病毒衣壳和AAV病毒学研究对于推动该领域的发展至关重要。一方面，AAV载体的主要问题是体积小，其允许的有效装载量仅有约5kbp的大小。其次，通过玻璃体内注射（临床实践常用）AAV的组织渗透是治疗影响外视网膜的视网膜疾病的关键挑战。另一大挑战是病毒的生产量，我们必须找到可扩展的生产方法去解决成本问题，使药物以经济的方式被生产出来，例如减少处理流程或探索和改进衣壳的生产或转染效率。
改进AAV载体设计和开发，以提升其靶向性并允许降低剂量以达到有效体内疗效是领域内很多团队正在追求的目标。虽然目前用于临床试验的大多数AAV仍是天然血清型，但通过机器学习、衣壳改组或定向进化的各种工程改造型AAV已在临床前研究中显示出很大希望，并将在不久后进入临床试验。
此外，值得关注的是，尽管视网膜下给药已被证明在大多数患者中耐受性良好，如LUXTURNA®已被获批治疗RPE65突变患者，但在个别研究患者中仍出现了严重的程序相关性并发症，包括眼内炎、黄斑裂洞和视力降低。因此，领域内的研究者也在探索创新的基因治疗给药方法。其他更安全、更方便的递送方法（如脉络膜上腔注射）正在湿性AMD和糖尿病视网膜病变的试验中接受评估。
关于我们
纽福斯的创始人李斌教授早在2008年就坚定了开发眼部疾病基因疗法的决心，并于2011年起，在9例患有ND4突变相关的Leber遗传性视神经病变（ND4-LHON）的受试者中进行了中国第一个研究者发起的基因治疗临床试验（IIT-1）。2016年，李斌教授团队在Nature子刊 Scientific Reports上公布了该试验良好的安全性、有效性和3年的长期随访结果。也是在这一年，为了推动该疗法的临床转化，李斌教授创办了纽福斯，且对AAV2-ND4基因治疗产品的生产工艺进行了优化，为2017年的IIT-2试验做准备。
今年5 月，我们在美国基因和细胞治疗学会（ASGCT）第23届年会上公布了IIT-1 研究中实现的长达7年以上的有效临床响应持久性，平均最佳校正视力（BCVA）改善为~0.6 LogMAR。而IIT-2 研究（159例受试者包括10例阿根廷受试者）中12个月的平均BCVA改进为 ~0.56 LogMAR。两项AAV2-ND4 IIT研究中观察到的疗效、安全性和持久性数据为治疗LHON和其它可能的遗传性失明提供了基础。今年9月底，LHON AAV2-ND4基因疗法已被美国FDA授予了孤儿药物认定，目前，公司团队正在进行AAV2-ND4 在中国和美国的IND申报。我们相信，在领域内同仁的共同努力下，基因疗法定会为革新眼部疾病治疗书写新的篇章。
热门疗法/技术/靶点