世界上有这样一群人,他们如履薄冰的生活在世间,他们害怕被“碰瓷”,不敢与人发生碰撞接触,小心翼翼的保护着自己,被人们称之为“玻璃人”,因为他们撞不得、碰不得,只要身体上的一点点出血流,便很难止住,会给这类人群招来生命危险。
这就是血友病,血友病与人体的某些遗传基因缺陷有关,因为遗传信息的丢失导致没办法正确的表达凝血因子,而血液的凝固主要需要凝血因子的辅助,凝血因子在凝血的过程中主要起到了类似于水泥的作用,因此当人体缺少了凝血因子就很难止血,一不小心就有可能由流血不止危及生命。
血友病分为三型:血友病A主要是凝血因子Ⅷ促凝成分缺乏;血友病B是因为凝血因子Ⅸ缺乏;血友病C是凝血因子Ⅺ缺乏,十分罕见。这些凝血因子在人体的凝血过程中起到了十分重要的作用。
笔者重点带大家来了解一下血友病B,血友病B是一种X染色体连锁的隐性遗传性出血性疾病,患者多为男性,女性患者极为罕见,一般为携带者,男性人群的发病率约为1/。因患者凝血因子IX(factorIX,FIX)基因突变导致FIX水平缺乏引起。
症状的严重程度与体内FIX水平相关:重症患者血浆FIX含量小于正常人的1%,因而频繁发生自发性出血,如关节内出血、软组织血肿、腹腔出血和脑出血等,严重影响患者生活质量甚至寿命;中型患者血浆FIX表达水平在正常人的1%~5%之间,患者有自发性出血倾向,小手术或外伤后可发生严重出血;轻型患者血浆FIX表达水平在正常人的5%~40%之间,患者通常只在大手术或外伤时可致严重出血,罕有自发性出血发生。
那FIX究竟是何方神圣呢?凝血因子IX(FIX)是一类具有丝氨酸蛋白酶活性的凝血因子,主要由肝脏产生并以无活性的酶原形式分泌入血浆,它在血浆中浓度较低(2.5~5mg/L),半衰期仅为24h。全长FIX蛋白共含有个氨基酸,其中包括一段28个氨基酸的信号肽和一段18个氨基酸的前肽。与凝血因子VII和X一样,FIX是维生素K依赖性蛋白,含有一个γ-羧基谷氨酸(GLA)区域,该区域包含12个γ-羧基化位点,这些位点的正确羧基化是维持FIX活性所必需的。
血液凝集过程中,FIX可被凝血因子XIa或凝血因子VIIa激活,形成活性形式FIXa;随后在Ca2+和磷脂存在的条件下,FIXa与FVIII的活性形式FVIIIa共同激活下游的凝血因子X,最终导致血液凝集。
血友病B作为一种X染色体连锁的隐性遗传性出血性疾病,是由于因患者凝血因子IX基因突变导致FIX水平缺乏引起,因此基因治疗也就成为根治该遗传病的一个有效途径。
实际上血友病B是一个理想的基因治疗研究对象,他由单基因突变引起,致病机制明确;并并且他缺少的FIX对应的cDNA长度较短,便于载体携带;而且FIX水平少量提高即能显著改善疾病症状,据现有临床研究报告,血浆FIX提高至正常血浆水平的5%以上即可显著降低重症患者自发性出血事件发生率;同时FIX治疗的有效范围较宽(达到正常血浆水平的1%~%均可),不需对FIX表达水平进行严格控制;FIX的主要表达器官是肝脏,但多种组织细胞都能正确地表达和修饰FIX,并分泌进入血液;他也已建立良好的模型动物,小型动物模型主要是小鼠,大型动物模型主要是狗。
目前血友病基因治疗在病毒载体、动物模型、靶细胞选择和临床治疗试验方面取得一定进展。病毒载体系统主要包括逆转录病毒、腺病毒、腺相关病毒(AAV)和慢病毒等;其中逆转录病毒和腺病毒是基因治疗血友病A选用的主要载体系统,而AAV由于其包装能力有限,只能容纳小于4kb的插入片段,所以一般作为血友病B基因治疗的载体系统。靶器官选择,在临床试验中多选择肌肉和肝脏,肌肉作为靶器官优点是注射方便,易重复注射,但是与肝脏作为靶器官相比较,所需注射量较大。
国际血友病B基因治疗研究进展
目前国际上Spark公司与UniQure公司是血友病B基因治疗方案的领跑者。
根据最新研究显示,Spark公司与辉瑞合作研发的基因治疗产品SPK-在临床实验中表现良好,并即将进入III期临床。由于该产品降低了AAV病毒使用剂量,因此大部分患者均未发生免疫反应,也无严重不良事件发生。入组的10名患者在接受治疗后均能稳定地表达FIX因子,在随访28-78周时FIX因子活性为正常的14–81%(平均33%)。SPK-之所以能使用如此低的病毒剂量,除了高因子活性突变体RLPadua的使用外,和Spark公司自身优秀的病毒平台也不无关系。
Uniqure公司的B型血友病产品AMT-也已将在年第一季度进入III期临床,其使用的载体是AAV5病毒。在最初临床I-II试验中,Uniqure使用了野生型FIX因子,但从接受治疗的10名患者的情况来看,FIX因子活性并未能达到12%,效果不佳。随后,公司决定在临床3期试验中放弃野生型FIX因子,也使用高活性RLPadua突变体,产品更名为AMT-。Uniqure公司表示AMT-有希望成为第一个进入市场的一次性治疗B型血友病的基因治疗药物。
中国的血友病B基因治疗
中国是世界上最早开展血友病B基因治疗的国家。复旦大学遗传所薛京伦教授课题组年开展了2例逆转录病毒exvivo转染患者成纤维细胞治疗血友病B的基因治疗临床试验,开我国基因治疗临床试验之先河。
年吴小兵教授带领的团队与薛京伦教授课题组合作获得了rAAV2-hFIX注射液治疗血友病B的基因治疗药物I期临床试验批件,医院完成了2例病人的低剂量组多点肌肉注射治疗。由于该领域国际上更新的研究进展表明,用静脉注射方案更为有效,并且新的血清型AAV,如AAV8,在肝脏表达比AAV2高效得多,故该rAAV2-hFIX注射液临床试验方案提前终止。值得一提的是,以此项目的临床前研究和IND申报,建立了AAV载体制品的质量标准,成为我国开展AAV载体基因治疗药品研发的重要指导性文件。
笔者实习所在的五加和公司,近年来一直在开展血友病B的基因治疗临床前研究,不断优化分子设计,开展验证比较和动物实验,并寻求投资完成申报资料开展临床试验。
血友病B基因治疗研究迄今已经历了20余年,是遗传病基因治疗研究的一个典范。基因治疗是最有可能治愈血友病B的疗法,尽管目前还面临着安全、普及性和费用等诸多方面带来的困难和挑战,但随着技术的进步,更高效、安全策略的出现,近几年出现治愈血友病B的基因治疗成熟方案已经不再遥远。
BioTeam2队员谷宇航撰稿
瑞希罕见病所冯雨馨编辑
瑞希罕见病所马文豪审校
本文作者简介:谷宇航,石化学院制药工程专业级学生,属于BioTeam2实习小分队成员。BioTeam是瑞希罕见病所和五加和公司共同联合发起的实习小组,为对基因治疗有兴趣的大学生提供实习和毕设计划,目前已经开展到第三期。
关于BioTeam:年,瑞希罕见病所组织北京石化学院制药工程专业卓越工程师班的7名大四实习生成立了实习小组,命名为TerransForce。这批学生毕业后有2名留在瑞希罕见病所从事研究工作,成为技术骨干。年第二届实习小组命名为BioTeam,年第三届实习小组命名为BioTeam2。实习小组把大四同学的社会实践、岗位实习、毕业设计结合起来,并组织课程学习和晚自习,成为产学合作培养人才的创新模式。
关于我们
北京瑞希罕见病基因治疗技术研究所成立于年。作为中国第一个专注于罕见病基因治疗的非营利性研究机构,瑞希所致力于罕见病的基因治疗基础研究、药物研发以及推动其走向临床试验。瑞希所先后立项开展了3A型黏多糖贮积症(MPS3A)、脊髓性肌萎缩症(SMA)、庞贝氏病(Pompe)的基因替代治疗药物的早期研发,并对尼曼匹克病、HD、克莱伯氏病、2型黏多糖贮积症等多个疾病的致病机理和治疗策略开展前期研究。研究所每年新立项罕见病基因治疗项目1~2项。
瑞希研究所研发的庞贝氏基因治疗药物完成了分子设计,并已在细胞、动物水平检测到显著地GAA酶活力提升,有望年下半年完成模型动物有效性评价。
北京锦篮基因科技有限公司定位于对瑞希所的早期研发项目进行后期开发,包括制品的GMP生产和GLP安全性评价,推向临床试验乃至新药证书。
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