实现基因疗法重复给药！免疫耐受平台助力的AAV步入临床试验丨医麦猛爆料
2021年2月23日/医麦客新闻 eMedClub News/--Selecta Biosciences, Inc. (NASDAQ: SELB) 和Asklepios BioPharmaceutical, Inc. (AskBio) 近日宣布，启动SEL-399的1期剂量递增试验。SEL-399结合了AskBio公司不含DNA的AAV8空载体衣壳（EMC-101）与Selecta 公司免疫耐受平台ImmTOR™（以下称“ImmTOR+EMC-101”）。该试验旨在确定ImmTOR减少基因治疗中特异性AAV8中和抗体形成的最佳剂量。
SEL-399的剂量递增试验旨在评估ImmTOR在基因治疗中的安全性和初步疗效。这项研究是计划招募45名健康受试者，以评估递增剂量的ImmTOR+EMC-101。根据研究方案，受试者将以3：1的比例随机分配至ImmTOR+AAV8空衣壳组和单独空衣壳组。初步疗效将通过AAV8特异性中和抗体的水平来评估。Selecta和AskBio预计将在2021年第四季度报告该临床试验的初步结果。
Selecta总裁兼CEO Carsten Brunn博士表示：“我们很高兴能够进一步评估ImmTOR减弱AAV衣壳抗体形成的能力，并通过启动SEL-399的剂量递增研究来实现基因疗法的重复给药。这项试验建立在我们在非人类灵长类动物上的强大临床前数据的基础上，标志着ImmTOR结合AAV衣壳首次在人类中的使用，这是一个重要的里程碑。这项研究的数据将为未来的临床设计提供参考，以释放基因治疗的全部潜力。”
AskBio联合创始人兼CSO Jude Samulski博士说：“确定ImmTOR抑制AAV特异性抗体形成的剂量，将是克服AAV免疫挑战的重要的第一步。我们希望利用这些发现为将来的研究提供参考，同时我们也将努力寻找实现AAV重复给药，延长目标基因表达持久性的策略。”
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AAV免疫原性障碍
天然的AAV并不特异性地靶向患病的细胞和组织，它们可以被免疫系统识别，因而限制它们的治疗成功性。除此之外，患者的免疫系统在暴露于相似的AAV病毒（例如rAAV）后，也会产生中和抗体（NAb），即使水平很低，也可能在再次暴露时破坏AAV，从而阻碍了其治疗性DNA的递送。
事实上，多达50-70％人群对目前用于基因治疗的天然形式AAV载体具有免疫力。这种免疫力使大部分患者对基因疗法不适用。目前，NAb筛查和排除血清反应阳性受试者仍然是许多临床研究中的必要步骤。对于可能需要重复给药的应用，还可以考虑在第一次注射时利用瞬时B细胞耗竭和雷帕霉素诱导免疫耐受。另外，科学家们也在不断发现克服这种障碍的其它策略。
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免疫耐受平台ImmTOR
ImmTOR用纳米粒子装载抗炎和免疫调节药物雷帕霉素，在与治疗酶或AAV基因治疗共同给药时，可产生抗原特异性免疫耐受，从而增强治疗酶或AAV基因治疗的疗效。
其原理是ImmTOR可刺激树突状细胞向naïve T细胞发送耐受性信息，使其发育为调节T细胞（Tregs）。Tregs是一群具有负调节功能的机体免疫反应的T细胞，通常起着维持自身耐受和避免免疫反应过度损伤机体的重要作用。树突状细胞位于免疫刺激和免疫耐受的十字路口，是适应性免疫应答的“哨兵”，树突状细胞提供了一个有希望的靶点，可以减弱这些不必需的、治疗特异性的免疫应答。
▲ ImmTOR™平台（视频来源：eLife）
ImmTOR与AAV载体共同给药，已在小鼠和非人类灵长类动物中，成功阻止了特异性抗AAV抗体的形成，并可在重复用药后使得目的基因产生表达。
克服AAV免疫原性的研究进展
➤➤➤ “当代基因组学教父” George Church近期（2021年2月10日）在Science Translational Medicine期刊发表文章，主要发现即是通过在载体中插入TLR9拮抗的非编码序列，降低免疫原性。
Toll 样受体（TLR）是一类跨膜受体，在机体免疫活动中扮演重要角色。目前，在哺乳动物中共发现了 11 个 TLR 家族成员，其中机理较为清楚的是 TLR2、TLR4、TLR5 和 TLR9。TLR 被认为是天然免疫的 “哨兵”，能够监视与识别各种不同的病原体相关分子模式（PAMP）。这些 “哨兵” 是免疫系统的第一道防线，如果它们发现任何抗原，就会立刻发出警报。这就意味着，正常细胞需要一种方法来告诉 TLR 受体自己是安全的，无需启动防御系统。因此抑制TLR9的激活，有望实现AAV载体的 “隐身”。
在这项研究中，研究人员以 “即插即用”的方式 TLR9 抑制序列整合到 AAV2 血清型病毒载体中，当 AAV 进入体内后，这些基因序列会与体内的 TLR 受体结合，并告诉这些受体无需启动免疫警报系统，这样就相当于给 AAV2 穿上了‘隐身衣’。这种‘隐身’的 AAV进入体内后可以减轻先天性免疫和炎症反应，甚至增加有效载荷的表达。
➤➤➤ TLR9的研究通过改造基因组，实现了免疫调节。除此之外，改造AAV衣壳也是逃脱免疫监督的一种策略。衣壳蛋白和基因组都是AAV免疫原性成分，改造衣壳蛋白也可降低免疫原性。
George Church的另一项研究与Google Research和Dyno Therapeutics合作开展。这项研究于近日（2021年2月11日）发表在Nature Biotechnology期刊上。该研究证明了使用人工智能（AI）可发现AAV衣壳的多样性，以确定能够逃避免疫系统的功能变体。研究团队仅利用相对较小的衣壳数据集，针对在免疫识别以及目标组织感染中起作用的关键蛋白质片段，生成了200,000余种病毒变体。
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除了这种计算机辅助设计AAV衣壳库（Computationally designed ancestral capsids）的策略外，理性设计（Rational design）和定向进化（Directed evolution）也是衣壳蛋白改进的主流策略。定向进化的原则是模拟自然进化的机制，在衣壳蛋白中引入大量随机突变，然后在选择压力下筛选出具有特定生物性质和特征的衣壳。它们可以靶向特定组织，逃避免疫监控，提高转基因的表达。AAV衣壳改造的理性设计策略也可生成功能增强的载体库，并且不断从天然病毒变体发现、结构表征、预测模型和机理研究之中获得AAV机制的深入理解。
▲AAV衣壳改进设计策略
（图片来源：Nature Reviews Drug Discovery）
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参考资料：
1.https://selectabio.com/portfolio/gene-therapy/
2.https://ir.selectabio.com/static-files/b66abe25-d0da-41d2-80fb-c6c5f51cef5b
3.https://www.prnewswire.com/news-releases/selecta-biosciences-and-askbio-initiate-first-in-human-dose-escalation-study-to-evaluate-immtor-in-gene-therapy-301229448.html
4. 给AAV载体穿上“隐身衣”？George Church携华人弟子开发“即插即用”的AAV2.0
5. AAV 免疫原性的克星，ImmTor启动临床试验