CD47為慢病毒載體披上隱形鬥篷 或助肝靶向基因療法逃脫先天免疫

2021-01-17 生物谷

 

 

在一些血友病基因療法中，腺相關病毒(AAV)作為載體來遞送表達功能凝血因子的基因。這種方法的一個局限性是，大多數人已經對AAV產生了自然免疫，這可能使治療無效。

近日，由義大利米蘭San Raffaele Telethon基因治療研究所的科學家們領導的一個小組發現了一種可能的方法：通過欺騙免疫系統來改善血友病基因療法的遞送。

他們利用天然抑制劑CD47整合到慢病毒載體(LVs)的表面，抵消吞噬細胞對它們的捕獲，結果發現：肝細胞基因轉移效率更高，急性炎症反應的激活減少；在非人靈長類動物(NHPs)的實驗中，LVs能夠在不引起毒性的情況下將治療基因轉移到肝細胞——體內凝血因子合成的主要場所。這項研究於5月22日發表在Science Translational Medicine雜誌上。

遞送血友病基因療法，慢病毒載體具有潛力

針對遺傳性凝血障礙血友病的肝靶向基因治療是基因治療最成功的應用之一。目前，重組凝血因子VIII或IX(FIX)蛋白替代治療(PRT)分別是A型血友病和B型血友病的標準治療。然而，基因治療可能會在一次給藥後建立一個穩定的組織功能因子來源，從而避免終生頻繁靜脈注射PRT的要求，並有可能提供對該病的徹底治癒。

單次靜脈注射重組腺相關病毒(AAV)衍生載體，將凝血因子基因的功能副本運送至肝臟(凝血因子基因的天然生產部位)，已顯示出對血友病患者的安全性和有效性，並有望成為臨床可用的治療選擇。

然而，由於AAV載體不能主動整合到宿主細胞基因組中，並且抗AAV免疫反應限制了載體的重新整合，這類基因治療可能難以應用於兒童患者。此外，相當一部分成年患者對AAV預先免疫；因此，他們由於具有中和的抗AAV抗體(Abs)而沒有資格接受AAV載體給藥，或者由於對AAV衣殼的細胞免疫，需要免疫抑制一段時間來維持AAV轉導的肝細胞。

在I/II期研究中，基因療法先驅Spark Therapeutics的SPK-8011用於治療A型血友病，使得12名患者的年出血率和輸血需求均下降了97%。然而，值得注意的是，Spark試驗中劑量最高的2名患者(即進入III期試驗的劑量)出現了免疫反應，導致他們的因子水平降至正常水平的5%以下。

和AAV一樣，慢病毒(LV)也被用於基因治療。Bluebird Bio的LentiGlobin，旨在治療另外的血液疾病 - β地中海貧血症和嚴重的鐮狀細胞病，使用LV將人類β-珠蛋白基因的功能性版本插入患者的造血幹細胞中。

LV由HIV衍生而來，它不像AAV那麼流行，因此應該是更好的基因治療遞送載體選擇。研究者認為，隨著時間的推移，AAV療法的療效似乎在減弱，而這正是LV可能擁有的另一種優勢。因為LVs能積極地整合到宿主細胞基因組中，並在細胞分裂時得以維持，如果不與插入突變的顯著風險相關，這對於建立長期表達具有潛在優勢。

CD47 - 別吃我信號

然而，義大利的研究人員注意到，在發揮治療作用之前，LV可以被肝和脾的吞噬細胞(吞噬外來分子的白細胞)清除。

眾所周知，CD47蛋白是一種抑制巨噬細胞吞噬的信號分子，信號調節蛋白α(SIRP-α)的特異性配體。

因此，聖拉斐爾Telethon基因治療研究所的科學主任Luigi Naldini和同事們假設，將CD47連接到LV可以幫助基因療法逃離巨噬細胞的「魔爪」。

整合CD47到慢病毒，逃避免疫從而提高效率

研究通過瞬時轉染過表達CD47，構建了先前報導中的LV穩定生產細胞系和293T細胞，用於LV生產。為此，研究人員用CD47表達的自失活γ逆轉錄病毒載體(SIN RVs)轉導這些細胞。

在293T細胞和LV生產細胞系(CD47hi細胞)的細胞表面上實現了CD47蛋白穩定10至30倍的過表達。由CD47hi細胞產生的LV在對照293T細胞上具有與親本細胞產生的載體相當的滴度和感染性，並且通過電子顯微鏡顯示CD47的免疫染色顯著增加(P<0.0001)。

LV表面上CD47的量不影響包膜蛋白- 水泡性口炎病毒蛋白G(VSV.G)的存在，與CD47hi LV的未改變的感染性一致。當CD47hi和對照LV與巨噬細胞系或原代人巨噬細胞一起孵育時，發現CD47hi LV的攝取顯著降低(P=0.0303)，其達到對照293T細胞中觀察到的基礎水平。相反，人巨噬細胞對無CD47LV的攝取顯著高於對照LV(P=0.0083)。

這些數據表明，調節LV顆粒上CD47的量可以影響人巨噬細胞對它們的攝取。

在NOD小鼠的體內研究中，CD47hi LV表現出對吞噬作用和先天免疫激活的易感性降低；活體成像顯示，CD47調節KCs(庫弗氏細胞)對LV吞噬作用的速率和程度。

NHPs是最接近人類的模型，和人類之間SIRP-α和CD47的序列同源性分別為94%和99%。因此，下一步研究選擇恆河猴作為受試者，因為與其他NHP物種相比，對HIV感染的限制較低。

他們證明，LVs向NHP的體內施用(靜脈注射)是安全且耐受良好的，並且表明CD47hi LV對先天免疫系統的活化減少，並且進一步增加肝細胞基因轉移。

儘管全基因組LV整合必然意味著對延遲的腫瘤發生的擔憂，但該研究結果顯示在NHP中沒有LV轉導的肝細胞或肝腫瘤擴張的跡象，儘管存在治療個體數量和觀察時間的固有限制。NHP肝臟和脾臟中的LV IS分析顯示出不同的組成，幾乎所有獨特的IS由1-4個基因組代表，表明沒有發生克隆擴增，並且與處理的NHP中大多數肝細胞預期的低至無增殖率一致。

此外，迄今為止，在幾項臨床試驗中，LV轉導的造血幹細胞(HSCs)或T細胞治療的數百名患者中，沒有任何關於插入性腫瘤發生的證據，這包括對最早接受治療的患者隨訪10年以上。鑑於HSC對致癌轉化的敏感性可能高於肝細胞，這些發現令人放心，並支持LV設計、IS選擇和多克隆重建都有助於減輕這種風險的說法。

研究小組補充說，整合CD47可以降低所需的LV劑量，從而緩解製造需求，並降低副作用的可能性。(生物谷Bioon.com）

 

相關焦點

  • 基因療法,從不缺新技術|基因療法|細胞|病毒|-健康界
    作者丨白頭翁隨著基因載體的改進、嵌合抗原受體T細胞免疫療法的興起和基因組編輯技術的突破，在過去半個世紀裡，基因療法迅速吸納了幾乎所有生物技術的成果，它為腫瘤和遺傳病等疾病的臨床治療帶來了新的選擇。
  • 獨家盤點:慢病毒載體基因治療公司現狀丨醫麥客盤點
    2016年，英國製藥巨頭葛蘭素史克（GSK）開發的基因療法Strimvelis在歐洲上市，用於治療腺苷脫氨酶（ADA）缺乏性重度聯合免疫缺陷症（ADA-SCID）兒科患者，成為首個獲批的γ-逆轉錄病毒載體基因療法。
  • CRISPR系統+腺病毒載體實現體內基因編輯
    儘管CRISPR工具箱能夠實現從DNA到RNA、從編輯到基因表達調控的多種操作，遞送始終是一個問題。目前，腺相關病毒載體是體內基因治療遞送的主要平臺。AAV安全、便捷，能夠將單鏈DNA載體基因組遞送至各種組織和細胞類型，並且在多種給藥方式中僅具有弱免疫原性。儘管載體基因組在宿主細胞內基本上保持游離狀態，但通過多聯體和環化可以穩定基因組以介導分裂後細胞中的長期轉基因表達，從而產生持久的治療效果。
  • 改進版病毒載體可助力基因療法
    新華社海牙１１月９日電 歐洲一個研究團隊最新開發出一種生產病毒載體的新方法，使病毒載體在傳遞相關基因時更加安全有效，這將有助於改善基因療法的臨床應用。顧名思義，「病毒載體」就是將病毒作為載體，利用病毒可向細胞中傳送基因的特性，應用於基因療法。
  • 當眼睛遇上基因療法，能否碰撞出光明的未來？
    很多野生型病毒中能夠觸發免疫應答的結構在病毒載體中也依然存在。病毒的衣殼或包膜蛋白，對於宿主細胞而言都是外源蛋白，可成為適應性免疫應答的靶點。此外，病毒載體所攜帶的治療性基因，同樣也存在被體液和細胞免疫應答靶向的可能。
  • 腫瘤免疫治療:CAR-T的靶向抗原
    隨著PD-(L)1等免疫檢查點抑制劑應用範圍逐漸擴大，CAR-T療法研究不斷出現新的進展，CAR-T療法作為有別於傳統藥物的「活藥」，不僅對復發、難治性腫瘤患者表現出了突破性療效，其生產體系和使用場景也有別於普通藥物。鑑於當下生物技術的更新速度，預計CAR-T療法還將帶給市場更多驚喜。
  • 達成治癒患者的夢想,血友病基因療法還需要克服哪些挑戰?
    BioMarin公司開發的治療血友病A的基因療法valoctocogene roxaparvovec在今夏可能獲得FDA批准，成為首款治療血友病A的上市基因療法。它能夠為某些血友病患者提供顯著的保護作用，並且達到功能性治癒的效果。
  • 基因治療行業深度報告：千億市場大有可為
    事實上， 核酸序列的設計與合成相較小分子靶向藥和單抗藥物難度更小，非病毒載體工藝 的工業化級別放大也相對容易（病毒載體的大規模生產具有一定難度但並非不能 實現且未來可以通過優化載體來規避），因此在開發出一個安全、高效的遞送系 統之後，基因治療產品的開發難度反而更低、研發成功率更高。
  • 不同病毒載體對腎臟轉染效率的比較
    然而在腎臟病領域，基因療法對其應用尚未有明顯進展。 腎臟有嚴格的過濾功能，一般情況下，小分子物質可通過濾過膜，大分子物質如大於50 kDa的蛋白則不能通過或被選擇性通透（圖1）。然而大多數基因治療用病毒載體的質量為百萬噸級。因此，在基因療法用於腎臟病治療之前，明確病毒載體對腎臟的轉染效率至關重要。
  • 共同包裝的Cas9 mRNA和靶向Vegfa的引導RNA的慢病毒遞送可預防小鼠中與年齡相關的溼性黃斑變性
    使用腺相關病毒的Cas9 mRNA的交付已導致有效的體內治療功效，但可以引起持續的Cas9表達，抗Cas9免疫反應和脫靶編輯。慢病毒載體已經過工程設計，可以傳遞瞬時表達的核酸酶，但缺乏其生物醫學功效的體內證據。在這裡，我們顯示化膿鏈球菌Cas9 mRNA的慢病毒編碼傳遞和編碼靶向血管內皮生長因子A（Vegfa）的引導RNA的表達盒在由Vegfa誘導的與年齡相關的溼性黃斑變性的小鼠模型中是有效的。
  • B肝RNAi新藥方向,依賴非病毒傳遞,而非應用病毒載體
    它能夠快速定量細胞生長，生存能力以及C肝病毒RNA複製。應用慢病毒載體表達單、雙或三盒shRNAs，靶向HCV保守序列和參與HCV複製的細胞因子，可導致HCV複製減少。在針對HCV序列的shRNAs方向，研究人員發現，其具有更強的抗病毒活性。而在抗輪狀病毒藥物中，miR-7通過下調輪狀病毒非結構蛋白5（NSP5）的表達，來抑制輪狀病毒複製（結論來自：Viruses）。
  • 科學家開發用於細胞免疫療法基因組改造的集合敲入技術
    科學家開發用於細胞免疫療法基因組改造的集合敲入技術 作者：小柯機器人 發布時間：2020/4/20 13:06:23 近日，美國加州大學舊金山分校Alexander Marson、Theodore L.
  • 病毒載體產業發展簡析
    作為治療關鍵環節，病毒載體對基因治療至關重要。一、病毒載體簡介1990年，William French Anderson醫生首次利用基因治療方法成功治療了一位4歲小女孩的重症聯合免疫缺陷症，拉開了基因療法研究和開發的序幕，人類找到了攻克疾病的「上帝之手」。
  • 基因療法解題①:格爾辛基之死到CRISPR,失望與希望
    病毒不是細胞，不能獨立分裂，必需寄生在宿主細胞內才能自我複製。新組裝的病毒達到一定數量後，有些病毒會直接將宿主細胞裂解，有些病毒會選擇溫和一點的做法，再次穿過細胞膜到達細胞外。被釋放的病毒會繼續感染周邊的細胞，如此循環往復。對宿主而言，病毒的複製是以自身健康為代價的。這時候免疫系統會與病毒開展一場激烈的搏鬥，宿主會出現炎症反應。
  • 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。
  • 「隱形鬥篷」有望成型
    披上隱形衣，瞬間便遁行，哈裡·波特的魔幻本領有望成為現實。據法新社6日報導，美國科學家已經找到讓物體在可見光範圍內完全隱形的理論依據。報導說，這項研究成果來自美國印第安納州珀杜大學電子和計算機工程學院的教授沙拉伊夫及其同事，有關報告將於本月發表在《自然光子學》雜誌上。
  • 年度盤點-國內細胞免疫療法企業大放異彩
    自1986年Rosenberg首次提出基因工程改造T細胞技術以來，細胞免疫治療產品經歷了30餘年的發展歷程，CAR-T、TCR-T、TIL、CAR-NK等多種類型的細胞療法呈現一派百花齊放的態勢。從相對簡易的培養、擴增、回輸的療法，發展到更為複雜的CAR-T、TCR-T等基因工程修飾的細胞療法，且各類療法在不同類型的腫瘤以及免疫領域的療效各有千秋。
  • ...院陳志英研究組發表非病毒基因載體技術治療B細胞淋巴瘤研究進展
    論文報導該團隊的核心技術非病毒基因載體微環DNA表達雙靶向抗體治療人B細胞淋巴瘤。近年來，癌症免疫治療有重大突破，若干治療技術使部分病人病情長期穩定甚至痊癒，表明免疫治療是人類攻克癌症的希望所在。微環DNA表達雙靶向抗體的癌症免疫治療技術成為繼CAR-T技術(「嵌合抗原受體T細胞免疫療法」)、TIL技術(「腫瘤滲潤淋巴細胞技術)、免疫檢查點抑制劑等技術之後又一項獲得成功的新一代治療技術。陳志英團隊多年來致力於研究微環DNA表達雙靶向抗體的癌症免疫治療技術。
  • 戈謝病基因療法!AVROBIO公司基於慢病毒的體外基因療法AVR-RD-02獲...
    2019年10月25日訊 /生物谷BIOON/ --AVROBIO是一家臨床階段的基因治療公司。近日，該公司宣布，美國食品和藥物管理局（FDA）已授予其基因療法AVR-RD-02治療戈謝病（Gaucher disease）的孤兒藥資格（ODD）。
  • 聚焦眼科,基因療法強勢破局
    目前，採取基因療法作為治療難治性眼科疾病的一個重要突破口已經在眾多藥企的布局下加緊展開。而在基因療法中，以AAV病毒載體為主要應用模式，其中重組AAV遞送的基因療法的一個重要方向是CNS，包括眼睛和大腦。