眼科基因疗法研发热情提升，全球布局企业不断增加，研发突破不断
|文章转载自：微信公众号“细胞与基因治疗领域”
作为一种突破性疗法，基因疗法已有数十年的研究历史，随着研究不断深入，基因疗法在眼科疾病领域展现出巨大应用潜力，眼科基因疗法受到越来越多企业的关注。眼科基因疗法具有独特优势，眼睛之所以是基因治疗的理想靶器官，首先是因为眼睛相对其他器官来说体积较小，因此只需要低剂量的药物就可以达到治疗效果；其次，眼睛具有明显层层分隔的器官结构，因此可以解析明确的病理生理机制；最后，多重的血-眼屏障使得眼睛与免疫系统相对独立，因此就大大降低了诱发免疫应答或全身性不良事件的可能性。在严重的眼科疾病中，单基因疾病（多会呈现为遗传性的视网膜变性）是使年轻人视力丧失的最常见的原因。同样地，多基因疾病，例如年龄相关性黄斑变性 (AMD) 则会涉及许多补体替代途径（小编注：替代途径或称旁路途径，与经典途径的不同之处主要是越过C1、C4和C2，直接激活补体C3，然后完成C5～C9的激活过程）的相关基因，同样会导致无法治愈的失明。而目前眼科疾病的研究已经鉴定出了许多疾病相关的遗传因素，这就为基因治疗提供了一系列潜在的目标靶点。
根据新思界产业研究中心发布的《2022-2027年眼科基因疗法行业市场深度调研及投资前景预测分析报告》和其它研究机构数据显示，截止到目前，全球已有较多家知名研发企业布局眼科基因疗法市场，包括艾伯维、MeiraGTx、REGENEXBIO、GenSight Biologics、安斯泰来、杨森制药、芳拓生物、本导基因、朗信生物、纽福斯、安龙生物、星眸生物等。眼科基因疗法研发热情较高，截止至2022年5月底，全球处于临床阶段的在研眼科基因疗法管线接近40项，处于临床前开发阶段的管线多达百余项。
近年来，由于人口老龄进程加快、电子产品广泛使用，全球干眼症、青光眼、白内障、角膜损伤溃疡、年龄相关性黄斑变性等患者数量不断增长，眼科疾病临床治疗需求释放。
在递送载体上，AAV是最主要的眼科基因疗法递送载体，占比超过九成。AAV病毒载体的安全性、有效性有目共睹，但AAV病毒载体也存在局限性，如载体装载量有限、不能递送大部分IRDs致病基因等，为解决以上问题，其他递送技术不断被开发出，如脂质纳米颗粒（LNP）载体、非病毒载体等。
截止至目前，全球仅有一款眼科基因疗法药物上市，即Spark Therapeutics公司的LUXTURNA，其于2017年在美国上市，适应症为遗传性视网膜疾病（IRD）。在研发进程上，GenSight Biologics公司的Lumevoq有望成为全球第二款获批上市的眼科基因疗法药物。
新思界行业分析人士也表示，眼睛的独特结构使得眼科疾病成为基因疗法的理想适应症，受此吸引，全球布局眼科基因疗法的企业数量不断增加。眼科疾病患者数量多，且处于不断增长趋势，基因疗法的出现与技术进步，将为庞大的眼科疾病患者群体提供新治疗方案，未来随着基因技术进步，眼科基因疗法市场发展空间广阔。
近期，国内眼科基因治疗领域获得不错进展，例如：
（1）近期，方拓生物首个创新眼科疾病基因治疗产品FT-001已获得美国食品药品监督管理局（FDA）临床试验许可，并已获得中国国家药品监督管理局药品审评中心（CDE）临床试验申请的受理。同时，7月19日，方拓生物宣布完成1.6亿美元的B轮融资，目前，方拓生物已获得共计1.95亿美元的融资（备注：FT-001是一款针对RPE65基因变异导致的遗传性视网膜病的重组腺相关病毒（AAV）基因治疗药物，该疾病表现为幼年发病，视力逐步丧失甚至失明，目前在中国尚无有效的治疗药物。与此同时，方拓生物开发的其他多款基因治疗药物也已经开始准备申请临床研究）（详见公众号往期文章：方拓生物完成B轮1.6亿美元融资，基因治疗药物FT-001获得美国FDA临床试验许可和中国 CDE 临床试验申请受理）。
（2）近期，中国首款靶向RPE65基因治疗注射液LX101完成I期临床首例受试者给药（详见公众号往期文章：中国首款靶向RPE65基因治疗注射液LX101完成I期临床首例受试者给药）。
（3）7月15日，中国专注于眼科疾病的体内基因治疗领导者纽福斯生物科技有限公司（下称“纽福斯”）宣布公司核心产品NR082眼用注射液（rAAV2-ND4, NFS-01）正式被中国国家药监局药品审评中心（CDE）纳入突破性治疗品种（详见公众号往期文章：纽福斯核心产品NR082纳入CDE突破性治疗品种）。
（4）近期，上海本导基因技术有限公司（以下简称“本导基因”）完成了CRISPR技术治疗疱疹病毒型角膜炎的有效性研究和初步的安全性研究，产品BD111进入了创新生物制品注册临床研究申报阶段，并于2022年06月24日获得了美国FDA孤儿药批准（详见公众号往期文章：本导里程碑 | 本导基因BD111基因编辑药物获美国FDA孤儿药资格认定）。
下面重点为大家介绍近年来眼科基因治疗领域的几项重要研究成果。
（1）降低眼压
为了提高腺相关病毒 (AAV) 载体介导的眼科疾病基因治疗的功效，很多科研人员已经进行了深入的研究。例如Rodriguez-Estevez 等人，就评估了不同血清型的AAV靶向眼球前房小梁网的能力（Trabecular meshwork），这是控制眼压的关键目标，并可能最终由此而治愈青光眼。研究发现， AAV2靶向小梁网的能力最强。另外，在小梁网中表达外源基因时，使用自我互补 (sc) 的双链AAV结构也至关重要，但是这一结构也将AAV的装载能力缩减成了野生型的一半。Borras等人用scAAV2载体成功地靶向小梁网并表达了基质金属蛋白酶 1（matrix metalloproteinase 1），该蛋白可以降低液体流出眼睛时的阻力。在类固醇诱导的青光眼的绵羊模型中，这一方法明显地降低了受试动物的眼压，如果将其应用于人类疾病的治疗，将具有重要的临床意义。与将 AAV 注射到眼球前房不同，将AAV注射到眼球结膜下（subconjunctival injection）可能是治疗青光眼的另一种途径。Song 等人发现在小鼠模型中，scAAV6 和scAAV8血清型在这种治疗方法上非常有效。
（2）靶向视网膜神经节细胞
除了控制眼压之外，青光眼的另一种基因治疗策略是靶向视网膜神经节细胞，使它们更能抵抗眼压导致的损伤。Nascimento-Dos-Santos 等人评估了利用AAV向玻璃体内递送色素上皮衍生因子（pigment epithelium-derived factor）的治疗方法，他们发现这种方法可以提高挤压损伤后神经节细胞的存活率，尤其是当其与进行联合hMSC治疗时，效果更为明显。另外Cao等人再次评估了不同血清型亚型的AAV2，在小鼠眼中转导神经节细胞的能力，结果发现 AAV2/2 在玻璃体内注射时的表现是最佳的。然而，由于小鼠眼睛的玻璃体体积较小，并且小鼠眼睛玻璃体和内部限制膜的生化特征也与人不同，因此在小鼠眼睛模型上达成的结果很难外推到人类。并且即使在啮齿动物物种之间， AAV 的转导效率也存在着明显差异。Dias等人就发现，酪氨酸激酶抑制剂在被递送到小鼠玻璃体后可增对强视网膜的转导，但在大鼠中的它的增强作用却很小。从非人类灵长类动物中鉴定出的新型衣壳，例如 AAVrh-10，更是令人特别感兴趣，因为它们可能很好地转导到人类细胞当中。Zeng等人发现，与其他 AAV 血清型相比，向啮齿动物的玻璃体内注射 AAVrh-10会有比较高的外视网膜转导效率。不过在兔子眼中，AAVrh-10的转导效率则并没有这么高。同样地，Sullivan等人突变了 AAV 衣壳上的氨基酸残基，以期增加受体介导的细胞内吞作用。虽然这大大增强了修饰后AAV对光感受器的转导能力（视网膜下注射），但该AAV对视网膜的转导能力却仍然很差（玻璃体内注射）。
除了改进病毒载体转导和递送方法外，有几篇 AAV 介导基因治疗的论文还关注了一些特定疾病和它们的治疗方法。例如Georgiadis等人对AAV5 衣壳蛋白的密码子进行了优化，以开发更有效的AAV载体并用来治疗由于 RPE65 基因缺陷引起的遗传性视网膜变性。发病率很高的老年性黄斑病变AMD也是基因治疗的一个理想目标，但该病症所涉及的基因并不只有一个。Kampik等人在 AMD 小鼠模型中，使用慢病毒载体将转录因子 E2F2 递送至视网膜色素上皮 (RPE)，进而增加了视网膜色素上皮细胞的分裂速度。这种方法可能提供了一种再生机制，并可以在未来用于治疗早期 RPE 细胞的损失。
（3）重建视网膜光敏性
在最近基因治疗研究中，光遗传学一直是另一个热门的话题。晚期视网膜变性的特征在于患者丧失了所有的光感受器，但患者剩余的视网膜层，特别是视网膜内的双极细胞却都还是完好无损的。因此使用 AAV 在这些残留但完好的非感光细胞中异位表达外源的光敏蛋白，可能会重新赋予失明患者视网膜光敏性。Hickey等人首先考察了不同血清型的重组 AAV 在体外转导视网膜的双极细胞的能力。De Silva等人发现，通过对AAV衣壳蛋白进行修饰，可以增强AAV对幼年 AMD小鼠模型中光感受器的靶向能力。这也可以使AAV有效地靶向人视网膜中的双极细胞。作为对双极细胞靶向衣壳优化策略的补充，Lu 等人针对双极细胞靶向的表达框进行了优化，他们发现MGluR6 启动子在啮齿动物和灵长类双极细胞中会诱导转基因的高强度表达。在将这项疗法推到临床实验室之前，也有一些研究对其安全性进行了评估，考察了其潜在的毒性反应。例如Sugano等人在视网膜营养不良大鼠模型中测试了一种新的视紫红质通道变体，该模型显示出对这种疗法具有良好的耐受性。Ameline等人也以 AAV 为载体通过玻璃体内注射在狗的内部视网膜中表达两种光敏蛋白-通道视紫红质蛋白和人黑视蛋白。在注射后的 16 个月内，视网膜厚度并没有发生显著变化。这些研究数据，都支持了光遗传学方法治疗失明这一方案具有很强的安全性（小编注：Nanoscope Therapeutics 公司是利用光遗传学基因疗法治疗RP的众多团队机构之一，公司去年宣布，其恢复视力的基因疗法MCO-010 的 2b 期临床试验已获得 FDA 的研究性新药申请批准，MCO-010 是一种环境光(Ambient light)激活的光遗传学基因疗法，用于恢复晚期色素性视网膜炎患者的视力，其 2b 期试验将于本月在美国各地开始。该基因疗法使用 AAV2 作为载体将 MCO1 基因传递到双极视网膜细胞中，在那里它们表达多色视蛋白，从而在不同颜色环境中实现视觉。该疗法可以在办公室环境中进行。此外，无论潜在的基因突变如何，该疗法都适用于 RP。这种疗法一次性注入眼内，无需任何硬件设备。MCO1对环境光敏感，因此不需要将强光照射到眼睛中。而且用MCO1进行治疗并不需要感光细胞保持存活，因此可以用来治疗更广泛的视网膜变性疾病）。不过随着新的有效基因疗法在临床应用中更加普遍，患者有希望在彻底失明之前就可以得到救治，从而减少对光遗传学治疗的需求。
新思界、公众号“细胞与基因治疗领域”、公众号“上海市第一人民医院眼科”
—END—
往期文章推荐：