克服基因治疗的持久性问题，常见止痛药来帮忙丨医麦黑科技
2021年6月28日/医麦客新闻 eMedClub News/--基因疗法是许多尚无根治方法的遗传性疾病治疗的新方向，也是生物制药的热门领域。基因治疗载体能够实现基因的整合，在理论上有望为单基因肝病提供持续的治疗效果，但通常实际的治疗结果并没有想象中有效。
大多数基因疗法都使用腺相关病毒（AAV）作为载体，将基因校正分子传递到DNA中，包括Luxturna也是如此。Luxturna于2017年底成为FDA批准的第
一个遗传性疾病基因疗法，用于治疗一种基因突变导致的眼科疾病。
虽然AAV可以在不复制的细胞中很好地工作，例如脑细胞和眼细胞，但它在会分裂的细胞中并不能产生较好的疗效。以肝细胞为例，当针对肝细胞进行基于AAV的基因治疗时，随着时间的推移，肝细胞会繁殖并稀释基因治疗的效果。这对于治疗儿童遗传病来说尤成问题，因为成长中的儿童细胞分裂复制速度比成人细胞更快。
对于这一系列传统基因疗法的局限性，近日，俄勒冈健康与科学大学（Oregon Health & Science University，OHSU）的研究人员开发了一种新的基因治疗方法，通过使用对乙酰氨基酚这种常见的止痛药，来辅助慢病毒载体的基因疗法治疗多种遗传疾病。该研究发表在Science Translational Medicine上，论文中描述了这项新技术是如何成功治疗小鼠的血友病和苯丙酮尿症（PKU）的。
泰诺（Tylenol）是一种常见的退烧药、止痛药，其最主要的成分正是对乙酰氨基酚。对乙酰氨基酚主要与体内葡萄糖酪酸结合或形成硫酸酯直接从肾脏排出，但极少部分可由细胞色素P450（Cyp450）氧化酶系统代谢为对肝有毒害的N-羟基衍生物，此物质还可转化成毒性代谢产物乙酰亚胺醌，该代谢产物是对乙酰氨基酚产生肾毒性和肝毒性的主要原因。
该疗法使用一种慢病毒载体来纠正引起疾病的突变，并且也通过该载体来插入一个新基因，使肝细胞对对乙酰氨基酚的潜在毒性作用产生免疫。经过这一步骤，当肝细胞反复接触泰诺（Tylenol）时，经过处理的细胞就能存活，并杀死未经处理的细胞。这让处理过的细胞能进行繁殖并产生更多被基因校正过的肝细胞。
为了提高疗效，Vonada等人添加的是一种针对Cypor的“短发夹”RNA（shRNA）。Cypor即NADPH-细胞色素p450还原酶，是Cyp酶的必需的辅助因子。经过基因整合的肝细胞缺乏Cypor，对乙酰氨基酚就无法在这些细胞内代谢产生肝毒性，其余被“毒害”的细胞将被这些细胞增殖替代，最高可达肝脏内细胞质量的50%。
在小鼠试验中，转基因处理过的慢病毒载体与针对Cypor的shRNA顺式连接后，注入新生小鼠体内。在B型血友病和苯丙酮尿症的模型中，研究人员向新生小鼠体内送入载体的同时加入中等肝毒性剂量的对乙酰氨基酚后，携带转基因的肝细胞扩增超过30倍，小鼠体内病毒载体的整合达到了治疗阈值。研究表明，可以在临床前模型中安全有效地选择治疗修饰的肝细胞，并采用中度肝毒性对乙酰氨基酚作为短期治疗方案。
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论文的通讯作者、俄勒冈健康与科学大学医学院儿科、分子和医学遗传学教授Markus Grompe博士说：“这种基因疗法去除了没有插入治疗基因的肝细胞，我们基本上是在用过量的泰诺来毒杀未处理的细胞。泰诺是一种很好获取的非处方药，全球有数百万人在使用它。此外，对乙酰氨基酚的潜在毒性是可控的，并且不会造成永久性伤害。例如，比起患者在接受骨髓移植之前所必须接受的强烈化疗和放疗来说，服用泰诺来纠正遗传疾病的疗法就好像在公园散步一样轻松。”
▲Markus Grompe博士（图源：OHSU官网）
通过添加在细胞中产生泰诺抗性的基因，这种新的基因治疗方法所需剂量约为当前AAV疗法的十分之一。根据Grompe的说法，抗泰诺疗法可以整合到各种基因治疗方法中，包括AAV疗法。
如今，大多数严重的肝脏疾病仍然需要通过肝脏移植来治疗。Grompe和他的同事表示，他们的基因治疗新方法可以减少对肝移植的需求，治疗更多幼儿的遗传疾病，并降低基因治疗的成本。对一些涉及肝细胞的遗传病而言，即使疾病不会引起肝脏症状，也可以使用该新型基因治疗方法进行治疗。
研究人员现在正在将其技术应用于非人类灵长类动物，并希望在人类细胞中进行测试，该技术迄今为止仅在小鼠身上进行过测试。
该项研究得到了LogicBio Therapeutics和美国国立卫生研究院的支持（授予T32 GM 713338-15）。
参考资料：
1.https://news.ohsu.edu/2021/06/10/new-gene-therapy-uses-tylenol-to-combat-genetic-diseases