過(guò)去幾年，腺相關(guān)病毒(Adeno-associated viral，AAV)在治療神經(jīng)系統(tǒng)疾病的研究取得了許多進(jìn)展。臨床前研究中，AAV已成功將轉(zhuǎn)基因編碼治療性蛋白、microRNA、抗體等轉(zhuǎn)運(yùn)到中樞神經(jīng)系統(tǒng)中，能夠靶向多種組織和細(xì)胞類(lèi)型，如神經(jīng)元、星形膠質(zhì)細(xì)胞、少突膠質(zhì)細(xì)胞。而且，早期人體臨床試驗(yàn)也已證明其在帕金森病(Parkinson disease, PD)、脊髓性肌肉萎縮癥(spinalmuscular atrophy，SMA)等疾病中的安全有效性，也初步表現(xiàn)出了基因表達(dá)的持久性。

近日，美國(guó)University of California–San Francisco的學(xué)者在《nature reviews drug discovery》上發(fā)表綜述，討論了設(shè)計(jì)和應(yīng)用腺相關(guān)病毒AAV治療神經(jīng)系統(tǒng)疾病的關(guān)鍵點(diǎn)和挑戰(zhàn)，指出了具有應(yīng)用前景的靶點(diǎn)和臨床試驗(yàn)進(jìn)展。

1、AAV治療神經(jīng)系統(tǒng)疾病的靶點(diǎn)

隨著單基因遺傳性神經(jīng)系統(tǒng)疾病發(fā)病機(jī)制的研究進(jìn)展，適合基因治療的靶點(diǎn)也隨之出現(xiàn)。通過(guò)AAV實(shí)現(xiàn)疾病治療的原理一般是通過(guò)替代喪失功能的基因或沉默功能異常增強(qiáng)的基因，如替代SMA患者的運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元存活基因(SurvivalMotorNeuron,SMN)，沉默脊髓側(cè)索硬化癥ALS患者的超氧化物歧化酶1SOD1或亨廷頓氏癥患者的亨廷頓蛋白HTT。一些AAV基因治療有前景的分子靶點(diǎn)見(jiàn)下表。

(圖片來(lái)源：Nature Reviews Drug Discovery)

2、AAV基因治療的給藥途徑

要實(shí)現(xiàn)向中樞神經(jīng)系統(tǒng)給藥，有多種給藥途徑。以下幾種途徑均成功實(shí)現(xiàn)了AAV基因治療藥物的傳遞，如腦實(shí)質(zhì)內(nèi)給藥(IPa)、鞘內(nèi)給藥(IT)、腦室給藥(ICV)、軟膜下給藥和靜脈給藥(IV)等。這種一步到位治療神經(jīng)系統(tǒng)疾病的方式能提供持續(xù)的藥效和有效性，對(duì)復(fù)雜的中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病的治療非常值得關(guān)注。雖然腦實(shí)質(zhì)給藥的早期臨床試驗(yàn)沒(méi)有實(shí)現(xiàn)藥物在目標(biāo)腦區(qū)的定位分布，但AAV藥物轉(zhuǎn)運(yùn)的研究進(jìn)展已實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)基因的廣泛地表達(dá)。大于200名患者涵括多種中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病的臨床研究已證實(shí)AAV基因治療的相對(duì)安全性。這些患者使用的給藥途徑包括腦實(shí)質(zhì)內(nèi)給藥(IPa)、鞘內(nèi)給藥(IT)、靜脈給藥(IV)。具體見(jiàn)下表。

(圖片來(lái)源：Nature Reviews Drug Discovery)

3、AAV治療疾病的選擇

AAV基因治療中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病要經(jīng)過(guò)慎重的獲益-風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。關(guān)注以下幾點(diǎn)：關(guān)于治療靶點(diǎn)的有力證據(jù);能夠安全的使藥物到達(dá)靶組織并轉(zhuǎn)導(dǎo)到目的類(lèi)型的細(xì)胞中;足夠的藥理學(xué)效應(yīng)和安全性;未滿(mǎn)足的臨床需求;生物標(biāo)記物和臨床指標(biāo)用以檢測(cè)藥理學(xué)活性和臨床結(jié)果;在疾病進(jìn)展的過(guò)程中采取適合的干預(yù)手段等。

罕見(jiàn)的單基因遺傳病是基因治療的主要領(lǐng)域。神經(jīng)系統(tǒng)、眼科等疾病領(lǐng)域均在臨床應(yīng)用取得進(jìn)展，是很好的成功范例。這些單基因遺傳疾病中AAV基因療法的成功應(yīng)用和安全的表現(xiàn)，使得作用靶點(diǎn)的范圍拓展到相關(guān)遺傳風(fēng)險(xiǎn)因子和營(yíng)養(yǎng)因子基因上。遺傳風(fēng)險(xiǎn)因子如阿爾茨海默癥的APOE靶點(diǎn)，藥理學(xué)靶點(diǎn)如帕金森氏癥的AADC。其他的非遺傳、藥理、病理生理的靶點(diǎn)如帕金森氏癥的營(yíng)養(yǎng)因子，在臨床上效果甚微，可能是遞送藥物的途徑和干預(yù)的時(shí)間點(diǎn)選擇上還有待優(yōu)化。

1.遞送途徑的選擇

選擇使用AAV基因治療的疾病和靶點(diǎn)時(shí)，對(duì)遞送途徑的考慮時(shí)非常重要的。在MRI引導(dǎo)下的直接向腦區(qū)遞送藥物取得了一些進(jìn)展。臨床試驗(yàn)也表明，脊髓內(nèi)給藥也有較好的安全性。雖然直接給藥有一定的風(fēng)險(xiǎn)，但避開(kāi)了免疫系統(tǒng)的作用，也不存在非靶器官分布引起的不良反應(yīng)。使用鞘內(nèi)給藥IT或和腦室給藥ICV需要考慮腦脊液對(duì)藥物濃度的影響。靜脈給藥IV治療兒童I型SMA取得了成功，可能歸因于中度的基因表達(dá)就可以取得足夠的臨床獲益。成人和老年人采用靜脈給藥要考慮免疫系統(tǒng)對(duì)AAV載體的影響。

2.安全性的考慮

在選擇合適劑量AAV之后，安全性擔(dān)憂(yōu)主要來(lái)自轉(zhuǎn)基因和作用機(jī)制。大多數(shù)在臨床上取得進(jìn)展的AAV多是通過(guò)基因代替的機(jī)制，適當(dāng)?shù)幕虮磉_(dá)水平就能取得足夠的臨床獲益?；蛱娲亩拘灾饕?yàn)槠湓诜前衅鞴俚谋磉_(dá)或在靶器官過(guò)表達(dá)。例如，女性雷特綜合征患者中MECP2基因突變，而MECP2過(guò)表達(dá)會(huì)引起男孩發(fā)育障礙。小鼠模型中，MECP2過(guò)表達(dá)會(huì)引起行動(dòng)障礙和學(xué)習(xí)能力損失，癲癇等。因此基因治療雷特綜合征就需要轉(zhuǎn)基因表達(dá)在很窄的治療窗?；虺聊鸬陌踩燥L(fēng)險(xiǎn)主要源于內(nèi)源性蛋白的表達(dá)、干預(yù)的時(shí)機(jī)、miRNA的表達(dá)水平、以及沉默的結(jié)果。例如，HTT蛋白參與神經(jīng)形成，HTT表達(dá)紊亂很引起小鼠胚胎致死。然而，在恒河猴紋狀體區(qū)沉默HTT野生型和突變型的基因45%結(jié)果是安全的。

雖然AAV基因治療安全耐受性較好，但對(duì)基因表達(dá)水平和表達(dá)靶器官的控制仍是安全性和治療疾病選擇的考慮因素。另外，由于免疫反應(yīng)的存在也建議排除已接受其他基因治療的患者。因此，未滿(mǎn)足的臨床高需求以及良好的獲益-風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估仍是AAV基因治療首要考慮的因素，在已有標(biāo)準(zhǔn)治療能夠取得很好療效，而基因治療產(chǎn)品的安全性風(fēng)險(xiǎn)較大，潛在的風(fēng)險(xiǎn)超出獲益的情況下，建議慎重使用基因治療產(chǎn)品。

3.研發(fā)挑戰(zhàn)

臨床上治療神經(jīng)系統(tǒng)疾病的挑戰(zhàn)其實(shí)不僅限于A(yíng)AV的應(yīng)用。生物標(biāo)志物的缺失和組織活檢的限制都是評(píng)估靶點(diǎn)作用和藥效的因素。腦脊液生物標(biāo)志物的發(fā)現(xiàn)和PET追蹤β-淀粉樣蛋白、tau蛋白技術(shù)使得能夠早期檢測(cè)到疾病的發(fā)生，也能夠應(yīng)用于臨床藥效的檢測(cè)。