基因治疗公司大盘点-Spark Therapeutics
如果把小分子药物、抗体药物称为生物医药发展的两块里程碑，那基因治疗则将是生物医药的第三块跨时代的milestone。经过多年来的技术发展与迭代，基因治疗产业已经逐步走向成熟，无论是衣壳、治疗分子还是病毒的生产技术，都在不停的更新和发展。许多的基因治疗公司也在这个时代的浪潮中，崭露头角。在这个专题中，小编会带大家一起盘点下基因治疗公司中的执牛耳者，看看他们又怎么样的技术优势与研发管线。本期是我们专题中的第一家基因治疗公司，大名鼎鼎的Spark Therapeutics！如果把AAV介导的基因治疗成药比作一座未知宫殿的话，那Spark Therapeutics就是第一个叩开宫殿大门的人。在2013年，Spark Therapeutics携Luxturna的大势风涌而来，一举拉开了基因治疗时代的大幕。
2013 年，Katherine A. High与现任Spark Therapeutics 首席执行官Jeff Marrazzo和 费城儿童医院 CHOP 前总裁兼首席执行官 Steven Altschuler 博士合作创建了 Spark Therapeutics。这八年来，Spark Therapeutics一直处于基因治疗研究的前沿。他们创造了许多个里程碑 ，包括骨骼肌组织和肝脏中 AAV 载体的首次临床试验、评估 AAV 对眼睛给药的临床研究、首次针对非致死性疾病的基因治疗试验，以及美国第一个获批的遗传病基因疗法。目前Spark Therapeutics有 450 多名在研发、制造和新型生物技术产品商业化方面拥有丰富经验的专业人士。在2019年，罗氏出资43亿美金，收购了Spark Therapeutics，这也为Spark今后的发展提供重要的资源。
一． Spark的基因治疗研发管线
Spark Therapeutics 正致力于解决一系列的遗传疾病，包括遗传性视网膜疾病 (IRD)、肝导向疾病-如血友病和溶酶体贮积症、神经退行性疾病和遗传性血管性水肿等等。他们的研究项目都使用由其团队开发和制造的腺相关病毒 (AAV)来作为治疗分子的递送载体。在治疗遗传性视网膜疾病方面，Spark Therapeutics有一款治疗无脉络膜血症的基因治疗药物SPK-7001已经进入1/2期临床；在治疗血友病和庞贝病方面，Spark Therapeutics与辉瑞共同开发的，治疗血友病 B的药物Fidanacogene elaparvovec (SPK-9001)与治疗血友病 A的药物SPK-8011都已经进入了3期临床，另一款治疗血友病A的药物SPK-8016与治疗庞贝病的药物SPK-3006也进入了1/2期临床的阶段；在神经退行性疾病方面，虽然目前Spark尚无药物进入临床，但是已经有一款治疗CLN2 病的药物已经获得了Spark的内部编号，相信会在不久以后，会有更多的消息被披露出来。
1. 血友病治疗药物SPK-9001、 SPK-8011与SPK-8016:
血友病多数是遗传性的疾病，病人身体无法形成血块来凝血，这致使病人受伤后流血时间更长，易于淤青，并且增加了关节积血或脑出血的几率。病情轻微的病人可能只有在意外或是手术时会有症状，而病情中度到重度的患者则会常常在没有明显原因的情况下发生过度和反复出血状况，疾病引发的肌肉或关节的自发出血尤其是颅内空间的自发出血往往会危及生命。正常的血液凝结是血液中血小板，与部分血浆蛋白共同作用的结果，这些与凝血功能相关的血浆蛋白被称为凝血因子。由于凝血因子在血液凝固的过程中，具有加速以及加强反应的效果，缺乏凝血因子的协助，就可能发生凝血功能异常，导致出血时间延长。血友病患者的凝血因子表达量比正常人要少，因此血管破裂后，血液不容易凝固，导致出血难止。按照患者所缺乏的凝血因子类型，可将最常见的血友病分为A型、B型、C型三种。A型血友病患者缺乏的是第八凝血因子，他们占血友病患者总数的80%～85%；B型血友病患者缺乏的是第九凝血因子，他们占血友病患者总数的15%～20%；C型血友病患者人数较少，他们缺乏的是第十一凝血因子。在每1万人中大约会有1名A型血友病患者，每5万人中大约会有1名B型血友病患者。目前针对血友病，常见的治疗方法是凝血因子补充治疗，需要向病人体内反复注射血浆成分或者凝血因子浓缩制剂以预防出血事件。
Spark的Fidanacogene elaparvovec (SPK-9001)是一款以AAV为载体的，治疗血友病B的基因治疗药物。它所选用的衣壳为AAV2，并使用肝特异性的Apo E enhancer与alpha1-antitrypsin (hAAT) promoter 来驱动人源第九凝血因子Padua 变体的表达 (R338L)。Padua 变体在第338个氨基酸处有一个由丙氨酸到亮氨酸突变，因此与野生型相比有更高的凝血活性和更高的对活化 FVIII 的结合亲和力。目前Fidanacogene elaparvovec 已获得美国 FDA 的突破性疗法和孤儿药认定。2018 年 7 月，Spark Therapeutics 将其正在进行的、Open label的 1/2 期 Fidanacogene elaparvovec 试验转移到辉瑞。目前辉瑞已宣布计划启动第 3 阶段的临床研究。
Spark的SPK-8011，是一种以 AAV为载体的，治疗血友病A的基因治疗药物。它所选用的衣壳为AAV-LK03，并使用一个肝脏特异性启动子来驱动B-domain 缺失的人凝血因子 VIII 的表达。美国食品和药物管理局 (FDA) 授予孤儿药认定和突破性疗法认定，欧盟委员会也已授予SPK-8011孤儿药认定 。参与1/2 期临床试验的 18 名患者在四个剂量组中接受了剂量范围在 5E11 vg/kg 到 2E12 vg/kg的一次性给药，并计划接受随访直至给药后四年。2021年11月18日，主持该临床的研究团队在The New England Journal of Medicine发表了该药物的1/2 期临床试验结果 Multiyear Factor VIII Expression after AAV Gene Transfer for Hemophilia A。这项 1/2 期临床试验中，有18 名 A 型血友病患者接受了SPK-8011的治疗。最低剂量组接受了5E11 vg/kg的剂量，最高剂量组接受了2E12 vg/kg的剂量。一些参与者在载体给药后 52 周内接受了糖皮质激素，以预防或治疗有可能出现的针对的 AAV 衣壳免疫反应。试验目标包括评估 SPK-8011 的安全性和初步疗效以及因子 VIII 的表达和持久性。在36.6 个月的中位安全观察期内，8 名参与者共发生了 33 次与治疗相关的不良事件；17 起事件与载体相关，包括 1 起严重不良事件，16 起与糖皮质激素相关。两名参与者由于产生抗 AAV 衣壳细胞免疫反应，因此没有产生FVIII的 表达。在其余 16 名参与者中，因子 VIII 的表达均得以维持；其中 12 名参与者的随访时间超过 2 年，一期临床结果显示，FVIII 活性没有随时间明显降低：在给药后的26周至 52 周内，FVIII 活性达到正常值的 12.9±6.9%；在给药52 周以后，FVIII 活性仍然达到正常值的 12.0±7.1%。参与者的年化出血率降低了 91.5%（给药前的年平均出血次数为8.5 次，给药后的年平均出血次数为0.3 次）。因此总的来说，接受 SPK-8011 治疗的 18 名参与者中有 16 人可以长期持续表达FVIII 并停止、减少并预防了出血事件，这是一个非常积极的临床试验结果。
Spark的SPK-8016是一种针对A型血友病或凝血因子 VIII 受抑制的基因治疗药物。A 型血友病患者的血液中几乎没有VIII 因子，在他们接受血浆或重组因子 VIII 输注后，有多达30%的 A 型血友病患者会产生抑制物。结果是旨在提高凝血因子 VIII 水平的输注疗法失败，进而导致长期出血和其他并发症。在目前披露的临床研究中，有四名患者接受了单次静脉内 5E11 vg/kg 的 SPK-8016注射。截至 2020 年 10 月，SPK-8016的基因治疗已将病人体内凝血因子 VIII 的产量从 5.9% 增加到 21.8%，输注后 15 至 18 个月，病人年化输注率下降了 98%。
2. 无脉络膜症治疗药物SPK-7001：
无脉络膜症（choroideremia），又称全脉络膜血管萎缩、进行性脉络膜萎缩、进行性毯层脉络膜萎缩。该病由Mauthner于1872年首次报道，最初从眼底的表现观察到与原发性视网膜变性有所不同，认为是脉络膜的缺失。经过长期观察发现，脉络膜与色素上皮并不是先天性发育不良而是后天进行性消失，故又称为进行性RPE（视网膜上皮色素细胞，retinal pigment epithelium）营养不良性变性或进行性RPE脉络膜变性，但习惯上仍多沿用无脉络膜症。其特点是双眼进行性发病，自幼夜盲，弥漫性全层脉络膜毛细血管及RPE萎缩，最后脉络膜完全消失。本病为X染色体隐性遗传病，由CHM基因的突变引起，这个基因编码Rab护卫蛋白1（REP1）。目前Spark正在开展针对SPK-7001的1/2期临床试验，其他更多的信息还有待披露。
二． Spark Therapeutics的专利布局
目前Spark Therapeutics已被授权的专利有30多项，其中包含了改造的AAV衣壳、优化后的治疗分子、AAV的生产纯化方法，以及AAV的检测等各个方面，基本覆盖了从上游到下游的全过程。在这些专利中，有几项是值得让人注意的：
AU2019268363A1-Codon-optimized acid alphalpha-glucosidase expression cassettes and methods of using same：
该专利主要保护的是庞贝病的治疗药物 SPK-3006。II型糖原贮积病，也称为庞贝病，是一种常染色体隐性遗传病，由编码溶酶体酶酸性α-葡糖苷酶(GAA)的基因突变引起，GAA催化糖原降解。由此产生的酶缺乏导致身体所有组织中糖原的病理性积累和溶酶体改变，导致心脏、呼吸和骨骼肌功能障碍。通过基因疗法可以分泌形式的在肝脏定向表达GAA，并在病人体内纠正 GAA 缺乏的状况。为了降低AAV基因组引发体内的免疫反应，Spark修饰了编码GAA的核酸序列以消除CpG二核苷酸motif。Spark总共保护了20 个新的密码子优化转基因序列 (GAA1-GAA20)。在AAV基因组中，肝脏特异性 ApoE/hAAT增强子/启动子序列会驱动GAA 的表达。其他的调控组件还包括人血红蛋白亚基 β (HBB2) 内含子，野生型或 CpG 减少的牛生长激素 (bGH) poly A 序列 。
WO2019210267A2- Engineered aav capsids with increased tropism and aav vectors comprising the engineered capsids and methods of making and using same：
该专利主要保护的是Spark设计的多款具有不同组织靶向性的AAV衣壳。AAV的衣壳蛋白具有五个可以作为潜在核定位信号 (NLS) 的基本区域，这些基本区域被命名为 BR1、BR2、BR3、BR4 和 BR5。这些基本区域对于病毒体组装和/或病毒感染性是必不可少的。从其在衣壳序列上的位置来看，BR1 是 VP1 独有的；BR2 和 BR3 存在于 VP1 和 VP2 上；BR4 和 BR5 存在于 VP1、VP2 和 VP3 上。据报道，只有一小部分重组腺相关病毒 (rAAV) 颗粒 (~17%) 可以与核孔复合体相互作用，这是进入细胞核的通道，并被允许进入细胞核。为了克服AAV转导的限制性障碍，Spark采用了衣壳修饰的改进策略。他们使用了两种方法：1) 将某些氨基酸替换到 AAV 衣壳蛋白的不同区域；2) 将不同类型的肽插入 AAV 衣壳蛋白的不同位置。在专利保护的分子中，有的AAV衣壳蛋白被插入了5至约60个氨基酸的长度的核靶向或定位信号(NLS)。多肽的插入位点，位于VP1衣壳蛋白的环3(又名环IV中的亚环I)中，例如氨基酸位置 30-40、135-141、147-166、380-390、445-460 或 585-595又如32-33、34-35、36-37、138-139、139-140、162-163、384-385、450-57、588-589 或 590-591等等。这些多肽的插入增强了rAAV颗粒从细胞内体逃逸以及进入细胞核的能力，并减少了在细胞中的降解。
WO2019126222A1-Adeno-associated virus (aav) vector lipid nanoparticle compositions and methods of use这份专利涉及使用脂质纳米颗粒(LNP)包被AAV载体，这种方法可以抑制、降低或防止AAV载体免疫原性以及随后在体内针对AAV载体的免疫应答的发展。
三． Spark Therapeutics与Luxturna
既然是对Spark Therapeutics的盘点，那Luxturna一定会在最压轴的位置。2017 年 10 月 12 日FDA 的细胞、组织和基因治疗咨询委员会一致通过（16 票对 0 票）了关于Luxturna的案例讨论，随后在12 月 19 日FDA 批准了 Luxturna的上市申请。
Luxturna 是美国第一种可用于遗传性疾病的基因疗法。该药物的批准标志着致盲疾病治疗和基因治疗研究新时代的开始。Jean Bennett博士是Luxturna最主要的研发者。从1992年开始，她成为UPenn眼科系的教授，并从事治疗眼科遗传病基因疗法研究。在2000年左右， 一只失明的瑞典的雪纳瑞犬被培育成能生出同样失明病症的后代，Bennett 对这些失明的的小狗进行了测试，发现问题出在 RPE65基因的缺失上，这正是她最终研究的视网膜致病基因。她的眼科医生丈夫Al Maguire 向三只四个月大的小狗注射了Bennett研发的基因治疗药物。两周后，原本失明的小狗就开始用他们受过治疗的眼睛观察周围的环境。Jean Bennett设计的药物，有着非常明显的效果。然而从动物实验到帮助患儿重见光明， Jean Bennett花了将近7年的时间。在2004年 Jean Bennett加入了Katherine A. High在CHOP创立的基因治疗临床研究中心，在2007年他们启动了针对于儿童RPE65失活的临床试验。2013年，Katherine A. High与Jeff Marrazzo和 Steven Altschuler创立了 Spark Therapeutics，并与 CHOP 合作开发和销售基因疗法。当时Jean Bennett 的视网膜治疗进入三期临床阶段，这是 FDA 批准的最后阶段，并需要大量投资，大家一拍即合，并推动了最终Luxturna的上市。 2014年，Luxturna获得了FDA突破疗法的认定；2015年，Luxturna完成了最终的三期临床；2017年Spark披露了Luxturna四年随访的结果并获得了FDA孤儿药的认定；2017年12月Luxturna最终在FDA获批。
好啦，本期的基因治疗公司盘点之Spark Therapeutics就结束了，如果读者朋友有感兴趣的公司或者专利希望小编来盘点，就请在评论区留言哦，咱们下期见！
参考资料：
https://sparktx.com/
https://www.phillymag.com/business/2018/09/08/spark-therapeutics-pharmaceutical-start-up/
https://www.fiercehealthcare.com/hospitals-health-systems/children-s-hospital-philadelphia-spinoff-investment-pays-off-big-roche
https://sparktx.com/investors-media
https://www.nejm.org/doi/full/10.1056/NEJMoa2104205
https://www.nature.com/articles/nbt1117-998
https://en.wikipedia.org/wiki/Jean_Bennett
https://en.wikipedia.org/wiki/Katherine_A._High
https://www.inquirer.com/philly/business/fda-approves-sparks-gene-therapy-rare-blindness-chop-20171219.html
https://www.drugs.com/nda/luxturna_171019.html
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