Nature：一种新型基因疗法有望治疗杜兴氏肌肉萎缩症

使用腺相关病毒（AAV）载体进行基因替换是治疗许多疾病的一种很有前景的方法。然而，AAV 的包装能力（约 4.7千碱基）对这种治疗方式提出了挑战，限制了它在与较大的蛋白编码序列相关的疾病（比如杜兴氏肌肉萎缩症中的mRNA 为 14千碱基）中的应用。

在一项新的研究中，来自华盛顿大学的研究人员开发了一种新的基因疗法，利用断裂蛋白内含子（split intein）介导的蛋白反式剪接机制来表达较大的抗肌萎缩蛋白（dystrophin），以取代受杜兴氏肌肉萎缩症（Duchenne muscular dystrophy）影响的肌肉中存在缺陷的 DMD 基因。他们发现了几对断裂蛋白内含子，它们能有效地连接两种或三种蛋白片段，从而产生一种中等大小的抗肌萎缩蛋白或全长的抗肌萎缩蛋白。相关研究结果于2024年7月17日在线发表在Nature期刊上，论文标题为“Split intein-mediated protein trans-splicing to express large dystrophins”。

他们的研究表明，向肌营养不良小鼠体内递送两种或三种 AAV 会导致较大的抗肌萎缩蛋白的强健表达，使得它们的生理状况会得到显著改善。此外，他们利用强效嗜肌病毒载体AAVMYO证实，低总剂量（每公斤 2×10¹³ 个病毒基因组）就足以在全身横纹肌中表达较大的抗肌萎缩蛋白，并显著改善肌营养不良症小鼠的生理状况。他们的数据显示，与正在临床试验中进行测试的微量抗肌萎缩蛋白相比，较大的抗肌萎缩蛋白具有明显的功能优势。无论基因型如何，这种方法可能能使许多杜兴氏肌肉萎缩症或贝克氏肌肉萎缩症患者受益，而且还可能适用于其他许多因较大基因发生突变而导致的疾。

这些研究结果表明他们开发的这种治疗杜兴氏肌肉萎缩症的新型基因疗法显示，它不仅有希望阻止这种遗传性疾病患者肌肉的衰退，而且将来还可能修复这些受损的肌肉。

目前，杜兴氏肌肉萎缩症还没有治愈的方法，现有的治疗方法和药物只能减缓病情。杜兴氏肌肉萎缩症患者都是男性，因为这个基因位于X 染色体上，他们在 4 岁左右开始出现症状，通常在二三十岁时死亡。

图片来自Nature, 2024, doi:10.1038/s41586-024-07710-8

论文通讯作者、华盛顿大学医学院韦尔斯通肌肉萎缩症研究中心主任Jeffery Chamberlain教授在他的整个职业生涯都致力于寻找治疗方法和寻求治愈肌肉萎缩症的方法。

Chamberlain指出，过去困扰科学家们的是，需要修复的基因是自然界中最大的基因。到目前为止，还没有办法将足够的蛋白固定到肌肉中。他说，“就像送一张特大号的床，你却无法把它送进家门。”

这种新的基因疗法在小鼠模型上取得了成功，它使用了一系列腺相关病毒载体（AAV），其中AAV是从一种起源自病毒的微小穿梭器，目前正被用于向人体细胞递送基因疗法。这种基因疗法使用的不是一种 AAV，而是一系列 AAV，这些 AAV中的每种将治疗性的抗肌萎缩蛋白的一部分带入肌肉，并嵌入指令，一旦进入体内就开始组装以便进行必要的基因修复。

再回到这张大床的比喻，不仅它的零件是一件件运来的，而且送货工人一进屋就开始组装这张大床。Chamberlain说，这种基因疗法的下一步是人体试验，大约两年后开始。

在实验室中，这种基因疗法不仅能阻止这种疾病的进一步发展，还能逆转与营养不良症相关的大部分病理变化。最终，Chamberlain和作为论文第一作者的Hichem Tasfaout希望这种方法能逆转肌肉萎缩，恢复肌肉组织的正常健康。

Chamberlain说，这种新的基因疗法还使用了一种新型 AAV载体，即AAVMYO，允许使用较低剂量，因此可以减少或消除以前方法的一些副作用。（生物谷Bioon.com）

参考资料：

Hichem Tasfaout et al. Split intein-mediated protein trans-splicing to express large dystrophins. Nature, 2024, doi:10.1038/s41586-024-07710-8.