专题文献速递 | 血友病的基因治疗临床研究

文摘   2024-08-22 17:02   河北  


背景



血友病A(Hemophilia A,HA)是一种遗传性出血性疾病,呈X染色体连锁隐性遗传。临床上主要表现为凝血因子 Ⅷ(FⅧ)质或量的异常。临床表现以关节、肌肉、内脏和深部组织自发性或轻微外伤后出血难以停止为特征,常在儿童期起病,反复关节出血可导致患者逐渐出现关节活动障碍而致残。男性人群中,HA的发病率约为1/5000,而女性血友病患者极其罕见。我国血友病的患病率为2.73/100,000 人口,其中HA占80%~85%。HA 是由于单一凝血因子缺乏或质量异常导致的疾病,对血友病的早期识别和诊断,可以通过合理、正确的预防治疗,或出血后及时的替代治疗,避免出血以及出血造成的关节损伤及残疾等,使患者可以正常生活。



01

重组F8治疗血友病A的疗效评估




一直以来,血友病A患者的治疗依赖血浆来源的凝血因子F8浓缩物,这种成本较高,批量生产较为困难,为此,早在1990年科研人员测试了体外纯化的重组F8来治疗这种疾病的作用效果[1]

作者分三个方面进行了研究:比较血浆来源和重组F8的药代动力学,评估重组F8治疗的疗效,以及评估其对外科手术出血的疗效。共有107名血友病患者参加了调查,其中20名以前未接受过治疗。

结果是重组因子VIII的体内代谢半衰期大于等于血浆来源因子VIII的半衰期,说明外源重组的F8在体内存留时间比天然的要更长,药效持续更久。76名受试者参加了家族治疗计划,在540例出血事件中,399例(73.9%)仅需要使用重组F8进行一次治疗即可。重组F8的预计年消耗量与血浆衍生F8浓缩物的年消耗量相似。在22次外科手术和10次严重出血事件中,止血均较好。在接受治疗的85名受试者中,只有1名受试者体内发生了免疫排斥。在受试的21名儿童中有6名产生了免疫排斥,其中5例患者的排斥水平较低,可以继续使用重组F8治疗。这个实验证明了重组F8因子可以安全有效地替代血浆来源F8浓缩液来治疗血友病患者的出血状况。


原文链接:https://doi.org/doi:10.1056/NEJM199012273232604




02

基因疗法提高血友病A患者F8水平




第二项临床研究是关于体外细胞移植的临床研究[2],作者使用了非病毒载体,对6名重型A类血友病患者的体细胞进行基因治疗。作者在患者皮肤进行活体切片,获得患者的真皮纤维母细胞,体外扩大培养后,对真皮纤维母细胞转染能够表达F8凝血因子的质粒,体外分选出能够表达F8凝血因子的细胞株,通过胃镜辅助,将细胞注送到胃网膜中。至此,作者再对这6名患者进行长达12个月的观察与效果评估。

最终的结果显示:6名患者中有4名血浆中的凝血因子8(F8)水平显著提高,并且伴随受创出血减少,外源F8需求量降低。值得注意的是,在接受了该临床治疗后,患者体内的F8因子最高可变为原本治疗前的10倍。另外,患者在接收细胞移植后,均没有出现严重不良反应,没有观察到并发症,并且患者血液中也没有检测到F8因子抑制物出现。


原文链接:https://doi.org/doi:10.1056/NEJM200106073442301




03

去氨加压素在轻度血友病中的疗效研究




另外一些小分子药物也常用于血友病治疗,其原理是降低血液渗透压,减少出血等症状。去氨加压素常常被用于尿崩症、轻度血友病及A型血友病,去氨加压素能够降低血液渗透压,减少渗血、出血。但在之前,轻度血友病患者对去氨加压素的反应与患者基因分型的研究还较少,在2009年,有一项临床研究揭示了轻度血友病的成年患者的血型、年龄、基因分型与去氨加压素的影响相关性[3]


原文链接:https://doi.org/https://doi.org/10.1111/j.1538-7836.2009.03595.x




04

F8特异性T细胞与免疫排斥机制




随着血友病患者多次地使用外源F8因子治疗,体内常常会产生外源F8因子的抗体,产生免疫排斥,使得治疗效果降低。在临床中常常有免疫耐受诱导可以使得免疫排斥清除,但免疫清除的机制仍不清除,推测是体内能够识别抗原的T细胞在过量多次抗原刺激下,自发凋亡,从而免疫排斥降低,产生免疫排斥,为了验证这一设想[4],临床研究人员重复向患者体内输送F8刺激的自身树突状细胞,在患者体内发现F8特异性T细胞扩增,表达白介素5、白介素13和白介素2,并同时产生免疫排斥。但在轻型血友病患者以及正常人中不会出现F8特异性T细胞扩增的现象。这个结果从细胞层面揭示了血友病患者产生免疫排斥的原因,从而揭示当消除体内F8特异性T细胞后或许可以有免疫排斥清除。


原文链接:https://doi.org/https://doi.org/10.1111/j.1538-7836.2011.04267.x




05

AAV5递送F8基因的疗效与风险




在2017年,一篇使用AAV5作为基因载体,递送F8因子的文章发在了新英格兰医学杂志上[5],作者用AAV5递送了B结构域删除的人源F8基因。此次实验共9名患者,9名患者被分为3组,低剂量组(1名),中剂量组(1名),高剂量组(7名),并对他们进行了为期52周的观察。

低剂量组患者体内F8在3 IU/dL以下,高剂量组在注射后的2-9周内7名患者体内F8均达5 IU/dL以上,并且其中6名达到50 IU/dL以上(正常人体内水平),出血事故也大大减少,从给药前总共16次变为1次,但AAV5递送的F8在注射给药22周后又降低。根据报道,9人中3人以上出现的不良反应有转氨酶增高(7),关节疼痛(6),背痛(4),天冬氨酸转氨酶增高(3),疲乏(3),咳嗽(3)。有1例严重不良反应为6号受试者的慢性关节恶性进展,生理性出血,最终该受试者外科手术摘掉了膝盖。


原文链接:https://doi.org/doi:10.1056/NEJMoa1708483




06

AAV载体SPK-8011治疗血友病A研究




2021年,另外1篇使用AAV作为载体递送F8因子治疗血友病A的案例[6],该项研究共有18名患者。作者输注了一种研究性腺相关病毒(AAV)载体(SPK-8011),用于在18名患有A型血友病的男性中肝细胞中表达F8。一些受试者在载体给药后52周内接受了糖皮质激素治疗,以预防AAV衣壳免疫反应。

其中有8名患者总共发生了33例不良反应,17例事件与病媒相关,其中1例严重不良事件,16例与糖皮质激素相关。其中有2名患者不表达F8,原因是AAV载体再次免疫,使得没有效果,其余的16名患者体内可持续表达F8,表达量随时间推移降低,在26-52周时,为正常值的12.9±6.9%,在52周之后,为正常值的12.0±7.1%。给药后患者的年出血事件也降低。


原文链接:https://doi.org/doi:10.1056/NEJMoa2104205




07

AAV5基因疗法治疗血友病临床数据





用AAV5载体递送基因来治疗血友病目前已有药物上市:2022年8月valoctocogene roxaparvovec (AAV5-hFVIII-SQ) 基因治疗药物首次欧盟批准上市,2023年6月29日,该药也在美国FDA批准上市。与此药相关有两篇临床报道,该项研究为期两年,两篇文章分别公布了其第一年、第二年的临床数据[7,8]

此次临床实验共有134名患者参与,这些患者均为18岁以上成年男性,体内F8的活性小于1 IU/分升,并且此前没有使用过AAV病毒载体进行治疗,体内也未检测出F8抑制剂。每位患者在接收AAV5基因治疗之前,均长期在做预防性治疗(定期注射F8浓缩剂),AAV5的给药剂量为6×1013拷贝/kg。

134名患者在基因治疗后第一年中,第 49 至 52 周的平均F8活性水平增加了41.9 IU/分升,年F8使用量下降了98.6%,治疗性出血下降了83.8%。但134名患者每位都至少报告了1次不良反应,134名中共有22名报告了严重不良反应,主要是丙氨酸转氨酶升高,头疼,恶心,天冬氨酸转移酶增高,未报告患者体内有F8抑制剂以及血栓出现。

第二年的检测中,从第76周开始,转基因F8活性开始下降,经过拟合计算,AAV5-hFVIII-SQ药物的半衰期理论为123周,当患者体内F8活性降为5 IU/分升时,患者可能平均每年会有一次关节出血的症状发生。但在第二年内,没有出现其他不良反应与严重不良反应事件。但经次临床实验数据公布,valoctocogene roxaparvovec (AAV5-hFVIII-SQ) 的安全性与有效性均可以证明,所以目前已经在国外可以使用该药进行基因治疗。


图1 随访第1年和第2年的年化出血率和凝血因子VIII使用情况


原文链接:7) https://doi.org/doi:10.1056/NEJMoa2113708

8) https://doi.org/doi:10.1056/NEJMoa2211075







总结




随着科学技术的发展,人们先是想到了类似体外重组牛胰岛素的方法来生产凝血因子8,这个大大解决掉了天然凝血因子8产量低昂贵的问题。随着基因治疗手段的发展,人们分别开始尝试体外基因治疗与体内基因治疗,体外的基因治疗常用的手段便为细胞移植,但这种方案常常治疗手段需要个性化定制,治疗模式相对复杂,价格也比较昂贵;体内治疗便是直接在体内递送表达F8的基因,AAV是很好的基因递送载体,能够将F8基因递送到患者体内表达F8,但AAV的弊端也非常明显,AAV作为病毒载体,有很强的免疫记忆性,在使用过一次AAV治疗后,再次注射AAV病毒载体,F8还未来得及表达,AAV便被清除了。

在临床实验使用基因治疗的案例中,也有出现过不良反应与严重不良反应,患者会有肝脏代谢异常,咳嗽,背部疼痛,关节痛等症状,更为严重还有患者慢性膝关节疾病恶性进展,导致膝盖被摘除。总之,目前使用基因治疗血友病的手段相对长效,但也会伴有多种不良反应,因此一种更加安全长效的基因治疗手段急需开发,这不仅仅是对血友病有重要意义,大部分的遗传病都同样需要。


文献参考


[1] Schwartz R S, Abildgaard C F, Aledort L M, et al. Human recombinant DNA–derived antihemophilic factor (factor VIII) in the treatment of hemophilia A[J]. New England Journal of Medicine, 1990, 323, 1800-1805.


[2] Roth D A, Tawa Jr N E, O'Brien J M, et al. Nonviral transfer of the gene encoding coagulation factor VIII in patients with severe hemophilia A[J]. New England Journal of Medicine, 2001, 344, 1735-1742.


[3] Castaman G, Mancuso M E, Giacomelli S H, et al. Molecular and phenotypic determinants of the response to desmopressin in adult patients with mild hemophilia A[J]. Journal of Thrombosis and Haemostasis, 2009, 7, 1824-1831.


[4] Pautard B, D’oiron R, Te V L T, et al. Successful immune tolerance induction by FVIII in hemophilia A patients with inhibitor may occur without deletion of FVIII‐specific T cells[J]. Journal of Thrombosis and Haemostasis, 2011, 9, 1163-1170.


[5] Rangarajan S, Walsh L, Lester W, et al. AAV5–factor VIII gene transfer in severe hemophilia A[J]. New England Journal of Medicine, 2017, 377, 2519-2530.


[6] George L A, Monahan P E, Eyster M E, et al. Multiyear factor VIII expression after AAV gene transfer for hemophilia A[J]. New England Journal of Medicine, 2021, 385, 1961-1973. 


[7] Ozelo M C, Mahlangu J, Pasi K J, et al. Valoctocogene roxaparvovec gene therapy for hemophilia A[J]. New England Journal of Medicine, 2022, 386: 1013-1025.


[8] Mahlangu J, Kaczmarek R, Von Drygalski A, et al. Two-year outcomes of valoctocogene roxaparvovec therapy for hemophilia A[J]. New England Journal of Medicine, 2023, 388: 694-705.



本课题组常年全球招募具有化学材料、基因治疗、生物医学和生物信息等相关背景的副研究员、助理研究员、博士后和科研助理。

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往期回顾

Science Advances | 脂质纳米粒体内传递CRISPR-Cas使抗凝血酶基因编辑用于血友病A和B治疗


Nature Medicine | 使用腺相关病毒基因疗法治疗血友病后个体差异的产生机制


Molecular Therapy | CpG序列对AAV载体基因转移衣壳特异性CD8+T细胞应答的影响


文献分享 | 微环DNA的制备工艺优化



者:gbd
审核:sj 
排版:xjc


宋杰课题组
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