在iPSC来源的3D类器官模型中，AAV基因疗法显示出治疗色素性视网膜炎的早期希望丨医麦猛爆料

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2020年6月15日/医麦客新闻 eMedClub News/--2017年12月19日，FDA批准了全球首款体内基因治疗药物Voretigene Neparvovec（Luxturna®），用于治疗Leber先天性黑蒙2型（LCA2）的患者。以及Luxturna还能够治疗其它由RPE65突变引起的遗传性视网膜疾病，比如视网膜色素变性(RP)。

这对于患有遗传性眼病的患者来说，是一个巨大的胜利。但是Luxturna只能用于RPE65基因突变的患者，而其它类型的患者还在焦急等待新的治疗方案。

近日，都柏林圣三一学院（Trinity College Dublin）和伦敦大学学院(UCL)的研究团队宣布他们开发了一款基因疗法，在RP2突变引起的色素性视网膜炎（RP）中显示出积极的早期数据，该研究发表在期刊 Stem Cell Reports 上。

▲ 图片来源：cell

有希望的早期结果

色素性视网膜炎（RP）又称为视网膜色素变性，是一种罕见的遗传性退行性疾病，视网膜中的光敏细胞受损，导致夜间或弱光下视力下降，侧面（周围）视力丧失；并随着疾病的发展失去中心视力。目前，尚无有效治疗色素性视网膜炎的方法。

由Jane Farrar教授领导的Trinity团队在此过程中运用了他们在遗传学和病毒创建方面的专业知识；而由Michael Cheetham教授领导的UCL团队领导了用于测试的迷你视网膜的创建。

据研究，RP的发展与RP2基因密切相关，RP2基因的突变可能会导致多种形式的RP。研究人员首先利用基因编辑工具敲除RP2基因（RP2 KO）的诱导多能干细胞（iPSC）以及RP2突变性色素性视网膜炎患者的iPSC，产生了一种3D视网膜类器官作为实验模型。

根据研究报道，RP2 KO和RP2患者来源的类器官在第150天的时候出现杆状感光细胞死亡高峰，第180天类器官外核层（ONL）变薄。随后，研究人员将携带功能性RP2基因的AAV注射入这些类器官中，阻止了类器官的变性。

研究团队强调该方法已经使这些类器官脱离了RP：这些类器官在AAV输注后成功表达了功能性的RP2基因，并且产生了与其相关的必要蛋白质（视紫红质蛋白）。

▲ 试验概述（图片来源：cell）

都柏林圣三一学院遗传与微生物学院的博士研究员Ciara Shortall也是该研究的主要作者之一，他指出：“现在使用无害病毒携带有功能的基因代替有问题的基因非常容易，这正是我们所做的。尽管距离批准还有很长的路程，但是我们很兴奋能够为患者提供有效的治疗来挽救他们的视力。”

研究人员表示，用于治疗RP2突变RP的基因疗法需要进一步的研究，以确定合适的剂量，然后才能够进行动物和人体试验。

此外，该研究团队希望利用他们的3D视网膜类器官来研究失明的其它常见原因，并开发出其它的预防方法。伊利诺伊大学医学院（University of Illinois College of Medicine）称，已有200多个基因与色素性视网膜炎有关，而且突变也与黄斑变性和其它可遗传的眼病有关。

干细胞治疗RP

事实上，除了基因治疗以外，也有研究人员正在使用干细胞治疗RP，并且日本批准了一项临床研究计划，该计划将在全球范围内首次尝试将诱导多能干细胞（iPSC）制成的感光细胞移植到患者的视网膜中，以治疗RP。

2019年12月，日本神户市眼科医院已经申请了一项临床研究项目，其目标是在本财年晚些时候进行移植。该项目将从iPSC细胞中产生的包含感光元的细胞移植到RP患者眼中。

构成感光细胞基础的细胞将使用京都大学iPS细胞研究与应用中心（CiRA）提供的iPSC细胞创建。然后将包括感光神经元产生的细胞加工成细胞片（细胞片将由住友大日本制药公司生产），以移植到视网膜色素变性患者中。医院将检查感光细胞是否会在患者眼睛内存活。

视网膜疾病一直在基因疗法转化的最前沿

视网膜疾病之所以成为基因治疗的风口之一，也不是没有道理的。与血友病类似，原因有很多。

首先，眼睛是封闭的，而且由于存在物理屏障，包括血 - 视网膜屏障和独特的眼内微环境对免疫反应的局部抑制，使其具有相对的免疫豁免。这些特征阻止病毒载体的全身传播，以及免疫系统对载体组分和/或转基因产物发生反应。

另外，由于视网膜细胞在出生后不会增殖，因此即使在转基因没有整合的情况下，单次注射载体也可促使转基因的无限长期表达。这种特征加上眼睛的小尺寸使其成为非常有吸引力的靶组织，因为仅需要少量的重组载体来进行治疗，对研究者来说不仅研究成本得到了降低，并且克服了临床转化后大规模病毒载体生产所带来的挑战。

在视网膜疾病的基因治疗开始研究之前，就已经开发出成熟的人类视网膜外科手术流程。此外，许多IRD的小型和大型动物模型都可作为治疗功效的概念验证，也已经开发出非侵入性和重复监测视网膜状态的方法用来长期评估基因治疗的功效。

但是，也并非是所有针对视网膜疾病的基因治疗项目都取得了成功，2018年Biogen在治疗X连锁遗传型视网膜色素变性(XLRP)的基因疗法未能通过1/2期临床试验后，终止了这笔高达10亿美元的合作。

此外，2018年英国纽卡斯尔大学的一个团队宣布，他们使用RP患者的干细胞创建了视网膜模型，他们继续使用基因编辑技术CRISPR-Cas9纠正RP的遗传缺陷，以治疗这种疾病。

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参考资料：

1.https://www.cell.com/stem-cell-reports/fulltext/S2213-6711(20)30179-X

2.https://www.eurekalert.org/pub_releases/2020-06/tcd-sre060920.php

3.https://www.fiercebiotech.com/research/new-gene-therapy-technique-shows-promise-stem-cell-model-retinitis-pigmentosa

4. RP之光爱心联盟：日本政府批准iPS细胞移植治疗视网膜色素变性

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