Cell Stem Cell | 上海交通大學蔡宇伽等團隊合作開發治療地中海貧血的潛在新策略

2024年05月19日16:11:17 健康 6770

引言

β00地中海貧血是最嚴重的輸血依賴型β-地中海貧血(tdt),仍然是慢病毒基因治療面臨的挑戰。

2024年5月16日,上海交通大學蔡宇伽及中國人民解放軍聯勤保障部隊第九二〇醫院王三斌共同通訊在 cell stem cell 在線發表題為「modified lentiviral globin gene therapy for pediatric β00 transfusion-dependent  β-thalassemia: a single-center, single-arm pilot trial」的研究論文,該研究報告了一項應用新型慢病毒載體技術治療重度輸血依賴的β地中海貧血(β00)的安全性和有效性研究結果。

兩名女嬰入組,注射bd211,平均隨訪25.5個月。在兩例患者中,基因修飾的造血幹細胞和祖細胞的移植是成功和持續的。在調理期間或輸液後未發生意外的安全問題。兩名患者均實現了超過22個月的輸血獨立。治療將紅細胞的壽命延長了42天以上。單細胞dna/rnas測序分析基因修飾細胞的動態變化、轉基因表達和癌基因激活均未發現明顯的不良反應。優化後的慢病毒基因療法可安全有效地治療所有β-地中海貧血。

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輸血依賴性β-地中海貧血(tdt)是世界上最常見的單基因疾病之一,特別是在東地中海地區、東南亞和中國南部,每年約有6萬名患者被診斷出來。tdt是由β-珠蛋白基因(hbb)突變引起的,導致功能性β-珠蛋白的產生減少(β+)或缺失(β0)β-珠蛋白的異常產生改變了β-珠蛋白和α-珠蛋白鏈之間的平衡,導致未配對的α-珠蛋白鏈過量聚集並形成沉澱,導致紅細胞膜受損和血管內溶血。傳統上,tdt患者需要終生輸注紅細胞(rbc)和定期鐵螯合。儘管來自人類白細胞抗原(hla)匹配供體的同種異體造血幹細胞移植(hsct)可以治癒tdt,但這種治療受到供體不足和移植相關死亡、移植物衰竭和移植物抗宿主病風險的限制。
因此,基因療法(gt)修飾自體cd34+造血幹細胞和祖細胞(hspcs)已經被開發出來,以克服異體移植的局限性。通過crispr上調γ-珠蛋白以模擬胎兒血紅蛋白(hbf)的遺傳持久性,從而降低鐮狀細胞病和地中海貧血的嚴重程度,最近已在臨床試驗中進行了評估,並已顯示出有效性和安全性的早期證據。然而,根據自然規律,γ-珠蛋白在出生後逐漸沉默,成年後持續高水平的γ-珠蛋白表達所導致的長期結果,特別是在母親和胎兒具有相同氧親和力的情況下,可能分娩生長受限或胎齡小的胎兒的孕婦,仍需仔細評估。另一種選擇是,在一項長期隨訪研究中,添加健康β-球蛋白基因的造血幹細胞的自體移植,直接模擬健康成人的球蛋白狀態,已報道在大多數非β00基因型地中海貧血患者中導致持續和高的β-球蛋白水平,並使輸血獨立,無明顯副作用。
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模式圖(credit: cell stem cell

然而,對於最嚴重的β00基因型地中海貧血,在northstar試驗(hgb204)中,慢病毒介導的gt僅導致三分之一的患者輸血不依賴儘管正在進行的northstar-3試驗(hgb212)使用與非β00試驗相同的慢病毒載體(lvv),但優化了製造工藝,可能在β00患者中獲得了更好的臨床結果,但其療效和安全性報告仍有待發表。β00地中海貧血的特點是由於hbb基因的缺失、起始密碼子、無義、移碼或剪接突變導致β鏈完全喪失,這表明通過改進載體設計或轉導進一步增強β-珠蛋白表達是完全逆轉疾病表型的必要條件。
為了通過基因添加治療β00地中海貧血,在該研究中,作者設計了一個lvv來增加hbb的表達(命名為bdlg-04),並評估了其在兩個β00地中海貧血兒童中的安全性和有效性。bdlg-04載體還在30長末端重複序列(ltr)上連接了一個短絕緣子,以潛在地降低插入突變的風險。從第一個月到最後一次隨訪,兩名患者每個二倍體基因組平均保持2-4個拷貝數的藥物產物(dp)。隨後對外周血單核細胞(pbmcs)進行單細胞dna測序分析表明,轉基因插入細胞在33%-65%的範圍內。
pbmcs標記輔助pcr (tagpcr)分析顯示,患者lvv的插入譜未發現優勢克隆。此外,單細胞rna測序(scrna-seq)和從輸注的hspcs中重組的轉錄組的綜合分析表明,慢病毒轉導並未導致血液譜系中實質性的轉錄變化。綜上所述,該研究表明,優化後的慢病毒珠蛋白gt產物bd211可能是治療β00基因型tdt患者的有效藥物。
https://www.cell.com/cell-stem-cell/abstract/s1934-5909(24)00175-9


責編|探索君

排版|探索君

文章來源|「inature」

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