Science:一項針對狗的研究提示著基因療法中使用的AAV病毒載體可能...

2020-11-22 生物谷

2020年2月11日訊/

生物谷

BIOON/---正當基因療法最終似乎不負人們之所望的時候，一項研究使得人們對病毒

載體

存有一種持久的擔憂。許多研究工作都依賴於一種病毒

載體

將治療性基因導入患者體內。這種病毒

載體

是腺相關病毒（AAV）的簡化版本，被認為是安全的，這是因為它很少將它攜帶的人DNA片段整合到宿主細胞染色體中，然而一旦整合，它可能激活致癌基因。但是一項針對患有血友病的狗的研究表明，在這些在10年前用AAV治療的狗中，這種病毒載體可以很容易將它攜帶的治療性DNA插入到宿主中控制細胞生長的基因附近的DNA中。

美國國家人類基因組研究所

基因治療

研究員Charles Venditti說，2019年12月美國費城的一個研究團隊在一次

會議

演講中描述的這些新數據是「既有好消息，也有壞消息」。通過插入染色體中而不是自由漂浮，治療性DNA可能有更持久的益處。加拿大皇后大學醫師科學家David Lillicrap說，整合「會發生，這可能對於必需蛋白的長期表達實際上是必不可少的」。但是，這些發現也引發了關於AAV載體是否可能帶來無法接受的癌症風險的爭論。 Lillicrap說，「對於這一點，我們知道的還不夠多。」

圖片來自Blood, 2019, doi:10.1182/blood-2019-126007。

在一些早期

基因治療

試驗中使用的另一種病毒載體，在將它攜帶的治療性DNA片段整合到細胞染色體中後，導致一些兒童患上癌症。AAV似乎是一種更安全的選擇，這是因為由這種經過修飾的病毒導入的基因通常會在細胞核中變成自由漂浮的環狀結構，即附加體（episome）。 AAV載體近期幫助推動了成功的基因療法的激增。這些基因療法包括去年獲得美國食品藥物管理局（FDA）批准的一種用於治療脊髓性肌萎縮症---一種致命性的兒童神經系統疾病---的基因療法。一種用於治療B型血友病的基因療法有望在今年獲得

FDA

的批准。在血友病治療中，AAV感染肝細胞並將這種器官轉變成製造患者所需的凝血蛋白的工廠。

自從早期的一項研究發現在給予高劑量AAV病毒載體的新生小鼠中，它能夠將它攜帶的DNA片段整合到這些小鼠的DNA中並引起

肝癌

以來，人們對AAV安全性的懷疑已經持續了將近20年。許多

基因治療

師認為，在新生小鼠中取得的發現與成年人無關。但是新的警告來自體型較大、年齡較大的動物：患有A型血友病的成年狗。在A型血友病中，一種稱為VIII因子的凝血蛋白缺失了。

在9隻患有A型血友病的成年狗的7隻中，AAV病毒載體成功地提供了VIII因子編碼基因的替代拷貝，會恢復了這種因子的穩定產生。然而，費城兒童醫院

基因治療

研究員Denise Sabatino在2019年美國血液學會會議上報導，在其中的兩隻狗中，血液中的VIII因子水平在大約3年後進一步上升，到7至8年時達到原來水平的四倍。

在結束這一實驗並研究了六隻狗的肝臟後，她的團隊發現，在每隻狗中，AAV攜帶的DNA---VIII因子編碼基因或更常見的調控序列片段---已經整合到了狗肝細胞基因組的多個位點上，有時整合位點位於影響細胞生長的基因的附近。

這些肝細胞中的一些比其他細胞分裂得更多，從而在兩隻狗中形成了許多細胞「克隆」。Sabatino的研究團隊猜測（儘管無法證實）插入的DNA序列激活了生長基因，從而解釋了這兩隻狗中的細胞克隆產生和VIII因子血液水平的升高。（Sabatino拒絕討論這些結果，這是因為它們迄今為止尚未發表。）

對於一些研究人員而言，這些結果令人鼓舞：整合水平相對較低，這些狗有著看似健康的肝臟，並且它們的VIII因子水平保持穩定。美國聖猶大兒童研究醫院的Andrew Davidoff說，「我認為沒有什麼太出乎意料的事情發生。」該醫院贊助了首個成功的B型血友病患者

基因治療

臨床試驗，該臨床試驗也使用了AAV病毒載體。實際上，AAV攜帶的治療性DNA整合到細胞基因組中可以解釋為什麼在參加這項

臨床試驗

的一些患者中，他們的凝血蛋白水平在9年後似乎保持穩定。相反，隨著細胞分裂，附加體中攜帶的DNA可能會隨著時間的流逝而丟失，這是因為只有一個子細胞會繼承替代基因。

但是

基因治療

領域的其他人擔心，這樣的細胞克隆獲得另一種驅動生長的突變並變成

腫瘤

只是時間問題：Venditti問道，「如果狗再活5年怎麼辦？」一些研究人員說，這樣的風險不僅可能發生在肝臟中，而且可能還會發生在AAV病毒載體靶向的其他組織中，比如神經組織和肌肉。

Lillicrap說，Sabatino的數據使得人們迫切需要在其他的長期狗研究以及來自聖猶大兒童研究醫院血友病患者的未來肝活檢中研究AAV攜帶的基因到細胞基因組中的整合。Lillicrap如今正在他自己的9隻狗中研究這一點。與此同時，研究人員強調，接受AAV

基因治療

的患者應當接受

FDA

要求的5年跟蹤檢查，以監測

肝癌

的跡象是否存在。

FDA

發言人僅表示，它「注意到」Sabatino的研究發現。（生物谷 Bioon.com）

參考資料：1.Jocelyn Kaiser. Virus used in gene therapies may pose cancer risk, dog study hints. Science, 2020, doi:10.1126/science.aba7696.

2.Giang N. Nguyen et al. Long-Term AAV-Mediated Factor VIII Expression in Nine Hemophilia A Dogs: A 10 Year Follow-up Analysis on Durability, Safety and Vector Integration. Blood, 2019, doi:10.1182/blood-2019-126007.

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