【Nature Medicine重磅】出生即重获新生！AAV基因治疗给遗传病患儿带来希望
每个新生儿的出生都是上天赐赉的礼物，，，，，然而现实中，，，，，有些不幸的怙恃会遭遇意外的事情，，，，，好比遗传因素导致的婴儿致残、致死性疾病，，，，，这对家庭和整个社会都是极重的攻击和肩负。。 。
凭证国家卫生康健委员会2012年的一份报告，，，，，中国在2000年至2011年间，，，，，虽然婴儿殒命率在下降，，，，，可是殒命的婴儿中，，，，，出生缺陷导致的殒命比例逐年上升，，，，，已逐渐成为婴儿殒命的主要缘故原由。。 。同时，，，，，关于此类疾病诊治的肩负越来越重，，，，，凭证报告预计，，，，，以唐氏综合征为例，，，，，每年新出生的唐氏综合征婴儿生命周期的总经济肩负凌驾 100 亿元。。 。
因此，，，，，关于遗传缺陷导致的婴儿疾病诊断、治疗亟待新时代诊疗手段的开发。。 。
2000-2011年天下婴儿殒命率趋势及出生缺陷死因组成转变
（来自卫健委《中国出生缺陷防治报告（2012）》）
关于此类疾病，，，，，现在常用的医疗手段是早期诊断为主，，，，，即连系以华大基由于代表的无创产前基因筛查和其他临床诊断手艺，，，，，从孕期监测胎儿的发育，，，，，一旦诊断为遗传性疾病胎儿，，，，，通过终止妊娠的手段阻止遗传病患儿的出生。。 。然而，，，，，受限于手艺，，，，，许多基因突变导致的遗传疾病难以被检测到，，，，，而这些遗传疾病许多出生致死、致残，，，，，这迫使我们需要找到更好的要领治疗这些疾病。。 。
心病需要心药医，，，，，基因缺陷疾病最好的治疗手段虽然也是基因治疗！
基因治疗是在基因水平上修复缺陷的基因，，，，，其主要的事情方法是基于AAV病毒载体基因递送或基因修饰，，，，，该疗法相关于古板药物疗法有更好的特异性、高稳固性（有望一次注射病毒，，，，，终身治愈）和突破血脑屏障的能力（卵白药物难以突破血脑屏障）。。 。
2018年07月16日，，，，，Nature Medicine在线刊登了来自英国University College London的最新研究事情[1]，，，，，Simon N. Waddington等人使用AAV病毒载体，，，，，针对戈谢病。 。℅aucher disease (nGD)），，，，，在胚胎期举行疾病模子鼠和猕猴的基因治疗，，，，，乐成将疾病模子动物的心理功效和生涯期显著提升，，，，，为此类疾病的基因治疗带来新的熟悉和探索。。 。
通讯作者Simon N. Waddington教授
1. 什么是戈谢病
戈谢病。 。℅aucher disease (nGD)）是一类严重的、不可逆的常染色体隐性遗传代谢疾病，，，，，为溶酶体贮积病种最常见的一种。。 。由于GBA基因（Glucosidase, beta, acid gene）突变，，，，，患者体内缺乏葡糖脑苷脂酶（Glucocerebrosidase, GCase），，，，，无法剖析葡糖脑苷脂并引起其在单核-巨噬细胞贮积，，，，，影响细胞正常功效。。 。
图1 隐性遗传的戈谢病
成年戈谢病患者的症状包括肝肿大、脾肿大和偶发的肺、骨疾病，，，，，关于此，，，，，已往的通例疗法是给患者增补酶，，，，，这能从一定水平上缓解该类疾病的症状。。 。然而，，，，，关于婴儿期的nGD疾病，，，，，由于酶无法通过血脑屏障，，，，，患儿无药可医。。 。nGD患者常伴有后脑神经退行性症状，，，，，如颈太过舒展、斜视和致命性呼吸暂停等。。 。
2.戈谢病疾病模子
为了研究该类疾病，，，，，作者使用已往报道过的一种戈谢病疾病模子鼠（图2）[2]，，，，，借助角化细胞特异性启动子K14，，，，，该类型nGD鼠只有皮肤的GBA酶表达正常，，，，，用来避免新生鼠皮肤脱水导致的殒命。。 。该鼠的特点在于出生后15天内爆发致死性的神经退行性疾病。。 。
图2 文中使用的nGD模子鼠
通过对初生nGD小鼠脑举行的免疫组化实验，，，，，作者检测了活化小胶质细胞和星形胶质细胞标记物CD68和GFAP表达量，，，，，发明出生后1天的nGD鼠神经炎症反应和胶质细胞化水平已显著增强（图3）。。 。同时，，，，，在nGD小鼠出生后差别天数，，，，，神经元逐渐大宗丧失（图4）。。 。
图3 出生1天nGD小鼠多脑区炎症和胶质细胞化水平增强
图4 nGD神经元大宗丧失
借助液相色谱和串联质谱，，，，，作者发明nGD鼠泛起了葡糖神经酰胺（GCase的底物）异构体—Glucopsychosine和Lyso-lactosylceramide的贮积量显著提高（图5），，，，，提醒nGD的爆发。。 。
图5 nGD的显著特征：GCase底物的大宗贮积
3.胚胎期AAV基因治疗逆转nGD鼠出生致死
由于出生时nGD鼠脑中已爆发上述病理转变，，，，，作者实验孕鼠中对胎鼠颅内注射AAV病毒载体对胎鼠GBA基因举行干预，，，，，期望逆转nGD。。 。
作者首先测试了胚胎期AAV注射的效果，，，，，发明孕龄16天的胎鼠侧脑室注射总量5*1010总滴度的scAAV9-GUSB-GFP后，，，，，30天时，，，，，从嗅球到脑干均有很强的荧光表达（图6）。。 。
图6 野生胎鼠侧脑室AAV病毒注射表达情形
当他们使用同样的战略，，，，，将携带GBA基因的治疗性AAV病毒载体注射到nGD模子胎鼠脑之后，，，，，他们惊喜地发明接受治疗的鼠在出生后35天时，，，，，炎症和胶质细胞化水平与野生比照鼠无异（图7a-b），，，，，神经元丧失征象显著降低（图7d），，，，，存活周期极显著增添（凌驾120天）（图7f），，，，，GCase的活性与比照组无异，，，，，行为学也获得显著改善（图7）。。 。总之，，，，，nGD的症状获得全方位缓解。。 。
图7 AAV-GBA基因治疗显著缓解nGD模子鼠的症状
4.出生后基因治疗对nGD症状的有限改善效果
为磨练上述基因治疗战略对发育的影响，，，，，作者在新生nGD模子鼠磨练基因治疗疗效。。 。效果发明，，，，，在新生P0-P1的小鼠中，，，，，无论使用脑室给药（Intracerebroventricular，，，，，IC）照旧静脉给药（intravenous，，，，，IV），，，，，治疗过的nGD鼠存活率、体重行为体现都与野生鼠无异（图8a-c），，，，，可是GBA1、GFAP、CD68、LAMP-1几种标记物的检测显示出生后IC和IV注射基因治疗载体关于这些指标的缓解收效甚少（图8d-g），，，，，且IV注射AAV组神经元数目、皮层厚度等指标亦没有获得显着改善（图8h），，，，，但无论怎样，，，，，动物的恒久存活率获得显著恢复。。 。
图8 出生后基因治疗对nGD鼠症状的部分恢复
5.基因治疗更近一步：猕猴的AAV基因递送
既然出生前胚胎期基因治疗是最有用的方法，，，，，作者最后测试胚胎期非人灵长类动物脑室注射AAV病毒的基因递送要领及效果。。 。通过超声指导的病毒注射，，，，，他们乐成将6.6*1012总量的scAAV-GUSB-GFP注射到侧脑室内。。 。该操作不影响猕猴的正常出生、发育，，，，，且猕猴的脑中乐成表达了GFP荧光卵白（图9）。。 。
图9 猕猴胚胎期侧脑室注射
通过胚胎期侧脑室注射举行的基因治疗能够显著逆转遗传性基因缺陷疾病的症状，，，，，这种战略为未来的基因治疗带来新的思绪。。 。
我们很兴奋看到基于AAV病毒载体的基因治疗手艺再次在治疗遗传疾病中起到要害作用，，，，，自欧盟上市的Glybera（治疗脂卵白脂酶缺乏）药物以来，，，，，基于AAV的基因治疗手艺蓬勃生长，，，，，现在已在视网膜黄斑病变、血友病、有数遗传性疾病三大领域的治疗中取得主要效果，，，，，也是下一代医疗系统的主要要害工具。。 。
UG环球生物 以基础研究效劳、基因治疗药物研发和临床级重组病毒工业化制备三驾马车为动力，，，，，借助公司AAV病毒载体在海内的质量、周期等全方位优势，，，，，致力于增进基因治疗工业的生长，，，，，与GE医疗相助建成的一次性工艺GMP级病毒生产车间，，，，，将全力为基因治疗、肿瘤免疫细胞治疗提供临床级病毒载体，，，，，真正让基因治疗造福人类。。 。
UG环球生物 GMP生产车间流程图
参考文献
1.Massaro, G., et al., Fetal gene therapy for neurodegenerative disease of infants. Nat Med, 2018.
2.Enquist, I.B., et al., Murine models of acute neuronopathic Gaucher disease. Proc Natl Acad Sci U S A, 2007. 104(44): p. 17483-8.
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