近年来,反义寡核苷酸(ASO)药物在罕见病研发领域十分活跃,特别在Duchenne型肌营养不良症(DMD)中取得了重大突破。
通过检索Pharmaprojects和Clinicaltrials.gov数据库,截至2021年底,共9种ASO药物获批上市,处于临床研究阶段的有30多种。上市的9种ASO药物中有8种是用于治疗罕见病,分别用于治疗DMD、纯合子家族性高胆固醇血症(1种)、家族性淀粉样多发神经病变(1种)、脊髓性肌萎缩症(1种)和家族性乳糜微粒血症综合征(1种),由此可以看出,ASO类药物在治疗DMD中取得了重大突破。
DMD主要是由抗肌萎缩蛋白(dystrophin)基因突变导致的儿童罕见性肌病。
DMD是最常见的X连锁隐性遗传性神经肌肉病,是由抗肌萎缩蛋白基因突变导致抗肌萎缩蛋白缺失引起的肌肉萎缩性疾病。首先抗肌萎缩蛋白基因中共有79个外显子,DMD患者的大片段缺失(1个外显子以上)主要集中在3~22号和45~54号外显子这两个区域,发生率约为60%,该突变可能破坏翻译阅读框,从而阻止了功能性抗肌萎缩蛋白的合成;其次为点突变,发生率为30%;第三位的是外显子重复,发生率为5%~8%。在全球范围内,该病在新生儿男婴中的发病率约为1/3500。患儿的主要临床表现包括进行性、对称性肌无力。通常在2~3岁患儿开始出现运动发育迟缓、步态异常、易跌倒,肌肉组织和功能的逐渐丧失使其在10~12岁时丧失行走能力,经年累月进展后,导致肌肉逐渐退化消失,大约在20岁需要呼吸机辅助呼吸,30~40岁时,多数患者因呼吸道感染、扩张性心肌病、心力衰竭而死亡。
尽管针对DMD多学科护理和疾病管理策略的进步已减缓疾病进展,但目前该病仍无法治愈。DMD的病理是由功能性抗肌萎缩蛋白缺乏引起的,因此,针对该靶点,恢复其功能或增加其表达是一种潜在的治疗手段。近年来,针对抗肌萎缩蛋白治疗已取得相当大的进展,包括基因替代、外显子跳跃、基因编辑、终止密码子通读等。目前ASO类药物治疗DMD是通过诱导抗肌萎缩蛋白基因发生特定外显子跳跃,因此,不同部位的基因突变需要ASO类药物对不同的外显子进行靶向治疗,以增加患者抗肌萎缩蛋白水平,改善运动能力。
因此目前国际上批准的4种治疗DMD的ASO类药物均是针对抗肌萎缩蛋白这一靶点的,包括Eteplirsen、Golodirsen、Viltolarsen和Casimersen。它们均属于磷酰二胺吗啉代低聚物(PMO)反义寡核苷酸药物,因此,它们的药代动力学特征相似。在静脉给药后很快分布到其他组织中,由于PMO结构的电中性,其与血浆蛋白结合率低,因此,它们很快被肾脏代谢以原型经尿排出。此外,该类药物发生药物⁃药物相互作用的可能性也很低。现有的临床研究结果表明,它们具有一定的临床获益性和良好的耐受性,为DMD治疗带来新的选择。
Eteplirsen
Eteplirsen是一种由Sarepta公司研发的ASO药物,临床试验发现本品可增加DMD患者肌肉中抗肌萎缩蛋白水平,改善运动能力,因此,于2016年9月19日获得美国食品药品监督管理局(FDA)加速批准上市用于治疗适合跳跃外显子51的DMD,并在美国和欧盟获得孤儿药认证。本品靶向抗肌萎缩蛋白mRNA前体的剪接过程,旨在引发外显子51跳跃,生成截短但仍具有部分功能的抗肌萎缩蛋白。据统计,大约有13%的DMD患者携带的基因突变适合外显子51跳跃疗法。
Golodirsen
Golodirsen是由Sarepta公司研发的另一种PMO反义寡核苷酸,靶向抗肌萎缩蛋白mRNA前体的剪接过程,侧重于引发外显子53跳跃,旨在产出截短但仍具有部分功能的抗肌萎缩蛋白。本品于2019年12月获FDA加速批准上市,据统计,约有8%的DMD患者携带的基因突变适合外显子53跳跃疗法。
Viltolarsen
Viltolarsen也是一种PMO反义寡核苷酸,本品靶向抗肌萎缩蛋白mRNA前体的剪接过程,旨在引起外显子53跳跃,生成截短但仍具有部分功能的抗肌萎缩蛋白。本品由日本新药株式会社和日本国立精神神经医疗研究中心联合研制,分别于2020年3月和2020年8月在日本和美国加速批准上市。
Casimersen
Casimersen也是由Sarepta公司研发的PMO化学修饰的ASO药物,适用于外显子45跳跃的DMD患者。本品通过结合抗肌萎缩蛋白的前体mRNA的第45号外显子,从而导致在mRNA加工过程中将外显子45排除在外,旨在产生截短但仍具有部分功能的抗肌萎缩蛋白。本品于2021年2月获FDA加速批准上市,据统计,约有8%的DMD患者携带的基因突变适合外显子45跳跃疗法。这是首个批准用于该基因突变DMD的ASO药物。
近年来,随着基因治疗的发展,ASO类药物在DMD治疗领域正在迅速发展,除了目前上市的4种ASO药物外,大约还有4种ASO药物正处于临床研究阶段(SRP⁃5051、DS⁃5141b、Suvodirsen、WVEN531),也分别靶向于外显子45、51和53。目前国际上获批的4种ASO药物临床研究结果显示,它们均具有一定的临床获益,且在长期扩展研究中具有良好的耐受性,因此,ASO类药物的出现为DMD患儿及家庭带来了新的希望。
但是,也存在多个问题需要进一步的研究,如ASO药物用于DMD治疗的起始时间、用药疗程、疗效评价指标以及联合使用糖皮质激素对疗效的影响等。此外,目前参与临床研究患者的年龄跨度较大,对于年幼患儿来说,运动功能处于上升阶段,短期用药可能检测不到行走能力的下降;而年长患儿病变较为严重,更需要持续用药以评估其治疗效果。更重要的是,目前开展的临床研究均属于小规模的,因此,今后需要在更多的患者中验证其有效性和安全性。
ASO类药物通过靶向外显子剪接调控序列来诱导抗肌萎缩蛋白基因的相应外显子跳跃,以部分恢复该基因mRNA的阅读框,是新的DMD治疗手段。现有的临床研究结果证明了其有效性和安全性。现阶段上市的4种ASO药物均为静脉给药,在体内清除较快,因此需要频繁给药。随着化学修饰技术和载药递送系统的进步和推动,希望能够持续改进这类药物的药代动力学⁃药效动力学,为攻克DMD这一罕见、严重的遗传性疾病带来更多的惊喜。
参考资料:
[1]许婷婷,左玮,刘鑫,等.反义寡核苷酸类药物在Duchenne型肌营养不良中的治疗进展[J].罕见病研究,2022,1(2):199-205.DOI:10.12376/j.issn.2097-0501.2022.02.015.
[2] 各公司官网
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