在隨訪期間觀察到血清TTR持續(xù)降低。(來源:Intellia)
02
NTLA-2001 療法作用機(jī)制
轉(zhuǎn)甲狀腺素蛋白淀粉樣變性(ATTR)是一種罕見的系統(tǒng)性、進(jìn)行性、致死性疾病。由于TTR基因發(fā)生特定突變,罹患該疾病的患者會在肝臟產(chǎn)生錯誤折疊的轉(zhuǎn)甲狀腺素蛋白。隨著這些蛋白在人體內(nèi)的不斷積累,可導(dǎo)致器官衰竭,最終導(dǎo)致死亡。目前全球的遺傳性ATTR淀粉樣變性患者人數(shù)約為5萬人,臨床表型以淀粉樣多發(fā)性神經(jīng)病或淀粉樣變心肌病為主,大多數(shù)患者同時有上述兩種表型。
ATTR淀粉樣變性當(dāng)前的治療策略是通過穩(wěn)定四聚體形式的TTR(采用默沙東的二氟尼柳或輝瑞的氯苯唑酸)或者通過抑制TTR蛋白質(zhì)合成(采用Ionis的inotersen或Alnylam的patisiran,以降解TTR mRNA的方式)來減少淀粉樣蛋白的持續(xù)形成。這些療法可緩解癥狀、改善功能并延長生存期,但局限性是需要長期用藥才能維持TTR的敲落,并且有嚴(yán)重副作用,接受TTR穩(wěn)定劑的患者會出現(xiàn)疾病進(jìn)展。
NTLA-2001 療法則是一種基于CRISPR-Cas9的新型體內(nèi)基因編輯療法,由專利脂質(zhì)納米顆粒(LNP)遞送系統(tǒng)和人密碼子優(yōu)化的化膿性鏈球菌Cas9蛋白mRNA序列組成。該遞送系統(tǒng)具有向肝性,并且攜帶靶向人TTR的單向?qū)NA(sgRNA)。去年6月,NTLA-2001首個臨床結(jié)果公布,便引起了全球產(chǎn)業(yè)的關(guān)注。本次NTLA-2001數(shù)據(jù)更新, 再次展現(xiàn)了CRISPR體內(nèi)編輯肝遞送潛力。
來源:Intellia
NTLA-2001通過靜脈輸注給藥,旨在編輯肝細(xì)胞內(nèi)的TTR,從而在單次給藥后使野生型和突變型TTR的生成均減少。
盡管NTLA-2001似乎可以“一針永逸”,但這也意味著出現(xiàn)毒副作用更難逆轉(zhuǎn)。例如,人體可能需要ATTR中的關(guān)鍵蛋白TTR來實現(xiàn)關(guān)鍵功能,將其敲除可能會帶來意想不到的后果。服用patisiran的患者可以停止服用,但接受CRISPR治療的患者難回頭。
不過新的數(shù)據(jù)還是給Intellia帶來了信心,讓他們可以直接在患者身上進(jìn)行其他試驗。目前,一項敲除導(dǎo)致遺傳性血管性水腫基因的新試驗正在進(jìn)行。該公司還公布了對血友病等其他罕見疾病進(jìn)行更復(fù)雜治療的計劃。
Intellia預(yù)計將于2022年完成ATTR-PN和ATTR淀粉樣變性心肌?。ˋTTR-CM)項目的I期研究招募,并在今年晚些時候公布更多數(shù)據(jù)。Intellia和Regeneron計劃對這兩種類型的ATTR淀粉樣變進(jìn)行關(guān)鍵性研究,最初的重點是該疾病的心肌病表現(xiàn)。
03
mRNA和基因編輯技術(shù)的結(jié)合應(yīng)用
基因編輯技術(shù)已發(fā)展到第三代,目前非?;鸬腃RISPR/Cas9系統(tǒng)正是第三代基因編輯技術(shù),其原理為研究人員通過設(shè)計導(dǎo)向RNA(gRNA),使之與細(xì)胞基因組的特定位點相結(jié)合,同時與Cas酶形成Cas9蛋白-gRNA組成的核蛋白復(fù)合物(RNP),定位到該基因位點進(jìn)行切開。DNA被切開后將引發(fā)DNA的修復(fù),研究者可以將自身想要利用的DNA片段“粘貼”到這一點位,從而完成精準(zhǔn)的編輯。神奇的是,被剪輯過的基因片段可以通過生物遺傳將這一性狀給延續(xù)下去,因而有望催生創(chuàng)新性癌癥療法,并可能使治愈遺傳性疾病這一人類夢想美夢成真。
普遍的CRISPR-Cas9基因編輯技術(shù)的利用常以質(zhì)粒、慢病毒或腺病毒等載體手段進(jìn)行。而載體的進(jìn)入往往帶來一些不可控的影響,如Cas9或gRNA的表達(dá)盒插入基因組未知位點產(chǎn)的影響、Cas9伴隨強(qiáng)啟動子的參與使Cas9系統(tǒng)長期表達(dá)也帶來許多脫靶的風(fēng)險。另外就是載體構(gòu)建、不同物種啟動子篩選和病毒包裝的費時費力,以及無病毒實驗的要求限制等都是令人發(fā)愁的因素。
而隨著LNP遞送系統(tǒng)研究的成熟,mRNA技術(shù)的安全性得以驗證, 以LNP遞送 Cas9核酸酶mRNA和gRNA的全RNA體系,逐漸成了解決 CRISPR技術(shù)體內(nèi)遞送的最安全直接的方法。
首先如前面提到的RNP,其最大的不足在于Cas9蛋白的分子量較大(為160kD),核蛋白的遞送通常比較困難。而采用共同遞送編碼Cas9核酸酶的mRNA和gRNA的方法,例如, 以LNP遞送mRNA和gRNA,可以很好地解決核蛋白復(fù)合物地遞送問題。并且Cas9的mRNA 直接進(jìn)入可立即發(fā)揮作用,不存在其他DNA元件影響基因組,不會持續(xù)轉(zhuǎn)錄,導(dǎo)入的RNA在細(xì)胞內(nèi)利用完不會再生,有力減少脫靶效應(yīng)!
04
Intellia研發(fā)管線
- 體內(nèi)基因編輯治療,主要是遺傳疾病
- 體外基因編輯療法,主要是癌癥和自身免疫疾病
總之, 作為首個公布臨床試驗結(jié)果的體內(nèi)CRISPR基因編輯療法,NTLA-2001療法為開創(chuàng)性的臨床試驗提供了新思路。很多疾病都與蛋白質(zhì)異常有關(guān),危害老年人健康的一大殺手——阿爾茨海默癥,疾病進(jìn)程中也會出現(xiàn)蛋白質(zhì)斑塊沉積。在可預(yù)見的未來,CRISPR技術(shù)結(jié)合靶向遞送顆粒,在疾病領(lǐng)域?qū)⒂懈鄳?yīng)用。
至于專利問題,不得不說,Jennifer Doudna這次要波折一點,畢竟Intellia獲得的是加州大學(xué)伯克利分校的技術(shù)許可,現(xiàn)在必將面臨與隸屬于麻省理工學(xué)院和哈佛大學(xué)的Broad研究所進(jìn)行專利談判。
本文部分內(nèi)容參考:醫(yī)藥魔方與生物世界
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