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宾州大学医学院:过犹不及,最安全的基因治疗载体AAV被证实存在严重毒性作用肿瘤

前言:2017年被称为基因治疗元年,这一年两款CAR-T疗法上市,一款AAV基因疗法上市,Cas9基因编辑治疗开始临床试验。

然而,CAR-T治疗引起的细胞因子风暴仍然没有有效改善;近日发现人体预先存在对Cas9蛋白的自适应免疫,给Cas9基因治疗的前景蒙上阴影;被认为是最安全最有前景的基因治疗载体的腺相关病毒(AAV)也被发现并不是那么安全,高剂量注射AAV存在严重毒性。

1月29日,Human Gene Therapy杂志发表了美国宾夕法尼亚大学佩雷尔曼医学院James.M.Wilson教授作为通讯作者的题为:Severe toxicity in nonhuman primates and piglets following high‐dose intravenous administration of an AAV vector expressing human SMN的研究文章(图1)。研究认为静脉高剂量注射AAV病毒用于基因治疗会有严重毒性。

注:James.M.Wilson教授是全球著名的基因治疗专家,曾任美国基因与细胞治疗协会主席;已在Nature、Nat Biotech、Nat Genet、Nat Med、PNAS、Immunity等国际权威学术期刊发表研究论文近500篇。

图1

AAV9已经被证实在高剂量静脉内给药时可以转导脊髓α运动神经元。这一结果导致最近成功地应用静脉内AAV9递送来治疗脊髓性肌萎缩症(SMA)。为了评估使用AAV9变体(AAVhu68)转导运动神经元的效率,对3只恒河猴(14个月)和3只仔猪(7 - 30天)静脉注射携带人源SMN基因的AAVhu68载体,其剂量与SMA临床试验中使用的相同。

2×10E14基因组拷贝/kg动物体重注射量的AAV在这两种动物的脊椎运动神经元中转染效率很好(图2、3)。 

图2--AAV载体在恒河猴各组织中的基因拷贝数

图3--AAV载体在仔猪各组织中的基因拷贝数

然而,高剂量AAV注射后,在恒河猴和仔猪中都引起了严重的毒性。所有的三只恒河猴都出现明显的转氨酶升高。 有两个转氨酶升高后消退,没有临床后遗症,而有一个发生急性肝衰竭和休克,并且在注射AAV载体后4天被安乐死图4)。

图4--注射AAV后,三只非人灵长类动物转氨酶变化趋势图

此外,还观察到背根神经节(DRG)感觉神经元的退化,但未表现出临床上明显的缺陷。在恒河猴中,临床表现与T细胞对AAV载体衣壳或转基因产物的反应没有相关性。

仔猪没有表现出肝毒性,但在AAV载体注射后的14天内,所有三只仔猪表现出感受缺陷和共济失调,严重损害其行动能力,不得不对其进行了安乐死。在引起感觉神经元缺陷上,猪比恒河猴更加严重。

肝和感觉神经元的毒性似乎是AAV转染的直接结果,独立于AAV病毒衣壳或转基因产物的免疫反应。

目前的实验结果和利用不同的AAV9变体和转基因的另一个最近的研究的结果表明,系统性和感觉神经元毒性可能是高剂量静脉内递送AAV载体的普遍性质,与衣壳血清型或转入基因无关。

该研究未使用小鼠实验,换算一下,一只30g体重的成年小鼠,注射AAV病毒量高于6×10E12GC,可能就会产生严重毒性作用。实际实验中,也很少有人会注射这么高的剂量,主要原因是这么大量的使用AAV确实太贵了。

但是,涉及高剂量的AAV载体的临床前和临床研究的,还是要仔细监测类似的毒性作用。

原文链接:

http://online.liebertpub.com/doi/pdf/10.1089/hum.2018.015

 

本文系转载,来源于转化医学网


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