科学分题:直接将AAV病毒注入大脑治疗罕见的致命婴儿遗传病
婴儿晚期巴顿病,又称CLN2病,是一种极其罕见的常染色体隐性神经退行性溶酶体贮积病，它是由CLN2基因突变引起的。CLN2基因编码的TPP1蛋白是缺失的，而TPP1蛋白是溶酶体丝氨酸蛋白酶，参与溶酶体ATPase亚基C的降解，TPP1缺失导致细胞内溶酶体处理的物质积累，导致细胞死亡。
患有这种疾病的儿童通常在2至4岁发育，神经功能逐渐衰退，伴有认知障碍、视力衰竭、癫痫发作、运动和语言能力下降，通常在10至12岁死亡。这种疾病极其罕见。据美国统计，发病率仅为2/10万。
TPP1蛋白因其特异性而成为基因治疗的良好靶点。TPP1蛋白的编码序列较短，可以由腺相关病毒(AAV)递送。AAV病毒能有效地传递到中枢神经系统并长期表达。更重要的是，对于婴儿晚期巴顿病患者，即使患者神经系统表达的TPP1蛋白只增加到正常人的5%-10%，也会有明显的疗效；再者，TPP1蛋白是一种分泌蛋白，因此修复细胞分泌的TPP1蛋白可以被邻近细胞吸收而不被传递到各个中枢神经细胞。
基于以上特点，这种致命的罕见遗传病，只需通过AAV病毒将CLN2编码序列传递到大脑，使中枢神经系统表达足够的TPP1蛋白，就可以一次治愈。
2020年12月2日，威尔康乃尔医学院的Ronald Crystal和其他人在Science发表了Science Translational Medicine的文章。该杂志发表了一篇研究论文，题目是：通过直接对脑实质施用RH来减缓晚期传染病。10表达cln2的腺相关病毒。
研究小组通过AAVrh.10病毒载体直接将CLN2编码基因递送到CLN2病患者大脑, 18个月的观察结果表明，该基因疗法安全性良好，能够显著提高患者神经系统中TPP1蛋白表达水平，有效缓解患者语言能力和行动能力的衰退.
该研究小组此前已经验证了通过AAV病毒在小鼠、狗和非人灵长类动物中向大脑传递CLD2编码序列的安全性和有效性。
在这次人体临床试验中，研究小组选择了AAVrh.10作为基因传递载体，AAVrh.10对神经系统具有良好的转导能力。
研究小组对8名患有严重婴儿晚期巴顿病,症的儿童进行了人体实验，其中包括4名男性和4名女性。他们首次出现症状的平均年龄为29个月(16至48个月)。这个人体实验有三个不同的对照组。
对8例患者进行携带CLN2编码序列的AAVrh.10治疗，通过颅骨孔注射，并通过大脑两侧的三个注射孔在每个位置注射150微升。病毒总剂量为2.8510E11至9.010E11基因组拷贝。
实验结果表明，在术后(0-14天)和18个月的研究期(14-18个月)内，用AAVrh.10-hCLN2治疗的患者几乎没有严重的不良事件。
对于AAV基因疗法，需要考虑的一个因素是人体对AAV衣壳的免疫反应。治疗前的检测表明，八名患者中只有一名患者事先有轻微的抗AAVrh.10的可检测中和抗体。接受治疗后，8名患者中有7名产生了可检测的抗AAVrh.10中和抗体，而先前存在中和抗体的患者产生了更高水平的中和抗体。经过18个月的治疗，这些中和抗体持续存在，但大多数处于低水平。
治疗后18个月随访结果显示，治疗后患者中枢神经系统TPP1蛋白表达增加1.3 ~ 2.6倍，达到正常人的8% ~ 26%。
更重要的是，与未经治疗的对照组相比，接受AAV基因治疗的患者语言能力和运动能力的下降速度明显减缓，其中年龄最小的孩子在接受治疗时效果最为明显。
值得一提的是，耐受性良好制药公司开发的治疗CLN2疾病的——BioMarin,于2017年获得FDA批准。这种疗法是将重组TPP1蛋白直接输入脑脊液。
但是Brineura制药公司的BioMarin每两周就需要放入无菌环境，每次需要4-5个小时，对于几岁的孩子来说无疑是非常痛苦的。此外，治疗是使用非常不便.
总的来说，每年费用高达70万美元.
与直接向大脑中枢神经系统通过AAVrh.10递送CLN2编码序列进行基因治疗是安全的，并且在18个月内仍具有治疗益处，减缓了CLN2疾病引起的神经功能下降的速度制药公司进口的重组蛋白TPP1相比，这种AAV基因疗法更方便，无需频繁用药，但效果较低。
因此，有必要进一步探索更有效的中枢神经系统基因传递策略，并考虑联合免疫治疗和增加治疗剂量等多种方式来提高基因治疗的效果。此外，为了获得更好的治疗效果，CLN2疾病的基因治疗应尽早开始，最好在症状出现前开始，这需要早期基因筛查，在产前诊断和新生儿普查中应加入CLN2疾病。
基因治疗领域的顶级专家BioMarin,教授是世界上第一个使用重组病毒作为体内基因治疗载体的人。他曾开发出美国食品和药物管理局批准的1-抗胰蛋白酶缺乏疗法，并创立了Ronald Crystal.基因治疗公司。早在2004年和2008年，XyloCor Therapeutics教授就两次使用AVV病毒载体治疗CLN2疾病。之前用了两次AAV2，这次用的是AAVrh.10，转导效率更高，治疗效果更好。
Ronald Crystal
https://stm.sciencemag.org/content/12/572/eabb5413
