小鷹近期為大家整理了瑞士諾華生物醫(yī)學(xué)研究所Nicole Gerwin團(tuán)隊(duì)在nature medicine期刊發(fā)表的LNA043治療骨關(guān)節(jié)炎的一期臨床試驗(yàn)（NCT02491281）結(jié)果，值得注意的是，目前并無LNA043的原型ANGPTL3蛋白作為研究靶點(diǎn)應(yīng)用于骨關(guān)節(jié)炎領(lǐng)域的相關(guān)研究，故LNA043 十分有望成為軟骨修復(fù)領(lǐng)域的 First-in-class!?快來一起看看吧~

研究背景

骨關(guān)節(jié)炎（Osteoarthritis，OA）是世界上最常見的慢性關(guān)節(jié)疾病，據(jù)估計(jì)，全世界超過2.4 億人口患有癥狀性骨關(guān)節(jié)炎[1]。骨關(guān)節(jié)炎高發(fā)于中老年人群，中晚期常常導(dǎo)致關(guān)節(jié)疼痛、僵硬，甚至殘疾，嚴(yán)重影響患者生活質(zhì)量[2]。隨著世界人口老齡化加重和肥胖人群的增加，這一現(xiàn)象還將繼續(xù)加重，將進(jìn)一步增加社會醫(yī)療保險負(fù)擔(dān)[3]。骨關(guān)節(jié)炎的發(fā)生發(fā)展與高齡、肥胖、雌激素缺乏、創(chuàng)傷和遺傳易感性等多種危險因素密切相關(guān)，其病理表現(xiàn)包括軟骨破壞、軟骨下骨硬化、骨贅形成和滑膜炎癥等[4, 5]。目前，臨床上多用癥狀療法緩解骨關(guān)節(jié)炎的疼痛等癥狀，后期可考慮關(guān)節(jié)置換等手術(shù)治療。

血管生成素樣蛋白3（angiopoietin-like 3，ANGPTL3）屬于血管生成素（angiopoietin，ANGPT）家族成員，它是一種多功能因子，一方面它參與血管的生成過程，增強(qiáng)毛細(xì)血管的修復(fù)能力，另一方面還是一種新型脂類代謝調(diào)節(jié)劑。LNA043是ANGPTL3的蛋白衍生物，是一種經(jīng)過修飾的重組蛋白，能直接作用于軟骨細(xì)胞促進(jìn)其合成代謝。

文獻(xiàn)引入

最近，來自瑞士諾華生物醫(yī)學(xué)研究所Nicole Gerwin團(tuán)隊(duì)在nature medicine期刊發(fā)表了LNA043治療骨關(guān)節(jié)炎的一項(xiàng)隨機(jī)、雙盲、安慰劑對照、單中心一期臨床試驗(yàn)（NCT02491281）結(jié)果，研究顯示LNA043關(guān)節(jié)腔注射后安全性良好（符合試驗(yàn)主要安全終點(diǎn)）， 能浸潤軟骨、缺乏免疫原性（次要終點(diǎn)），且促軟骨生成作用顯著。

值得注意的是，目前并無LNA043的原型ANGPTL3蛋白作為研究靶點(diǎn)應(yīng)用于骨關(guān)節(jié)炎領(lǐng)域的相關(guān)研究，故LNA043 十分有望成為軟骨修復(fù)領(lǐng)域的 First-in-class!

文獻(xiàn)精煉

軟骨由軟骨細(xì)胞和其合成分泌的細(xì)胞外基質(zhì)（Extracellular matrix，ECM）組成，主要包括二型膠原（Collagen type II alpha 1 chain，COL2A1）、聚蛋白聚糖（Aggrecan，ACAN）和潤滑素（Lubricin/Proteoglycan 4，PRG4）等，ECM的含量直接反映了軟骨細(xì)胞的功能狀態(tài)。

首先，①?研究人員使用3D培養(yǎng)的人間充質(zhì)干細(xì)胞和人永生化軟骨細(xì)胞系C28/I2，研究了LNA043對軟骨ECM合成和分泌的影響，發(fā)現(xiàn)LNA043能明顯促進(jìn)PRG4的合成分泌。人軟骨組織塊培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)LNA043能明顯促進(jìn)COL2A1的分泌。

DKK-1是Wnt/β-catenin信號通路的上游抑制劑之一，許多動物實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，DKK-1的增加可能抑制關(guān)節(jié)軟骨退變。研究發(fā)現(xiàn)，②?LNA043還能呈劑量依賴性地促進(jìn)Wnt抑制蛋白DKK-1的分泌。③?利用人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞血管再生實(shí)驗(yàn)，研究人員發(fā)現(xiàn)LNA043作為血管生成素樣3衍生物，其濃度在0.04–11.7 μM間不能誘導(dǎo)血管形成。這些體外實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，LNA043有促軟骨生成和DKK-1分泌的作用。

整合素是軟骨細(xì)胞表面的黏附分子，介導(dǎo)軟骨細(xì)胞間、軟骨細(xì)胞與ECM之間的相互作用，并通過這種作用參與調(diào)節(jié)細(xì)胞的分化、增殖和存活。既往文獻(xiàn)顯示ANGPTL3的C末端結(jié)構(gòu)域能結(jié)合整合素αvβ3[6]，后者是玻連蛋白（vitronectin，VTN）的受體，④?研究人員對LNA043治療的轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)FN1（整合素α5β1的配體）可能在介導(dǎo)LNA043調(diào)節(jié)的OA相關(guān)基因轉(zhuǎn)錄起關(guān)鍵作用。研究人員假設(shè)整合素αvβ3或α5β1介導(dǎo)了LNA043的下游效應(yīng)。

為了闡明LNA043促進(jìn)軟骨ECM產(chǎn)生的機(jī)制，⑤?研究人員構(gòu)建整合素亞基αv和α5的siRNA，發(fā)現(xiàn)正是α5介導(dǎo)了LNA043誘導(dǎo)的DKK-1分泌。⑥?蛋白質(zhì)免疫共沉淀（Co Immunoprecipitation，CO-IP）和表面等離子體共振（Surface Plasmon Resonance，SPR）實(shí)驗(yàn)也證實(shí)了整合素α5β1而非αvβ3能與LNA043相互作用。這些結(jié)論證實(shí)LNA043與整合素α5β1的相互作用介導(dǎo)了DKK-1的分泌。

那么LNA043在骨關(guān)節(jié)炎動物模型中促進(jìn)軟骨修復(fù)效果如何？

⑦?研究人員構(gòu)建了大鼠半月板撕裂動物模型模擬創(chuàng)傷后骨關(guān)節(jié)炎發(fā)生，番紅固綠染色和免疫熒光染色發(fā)現(xiàn)LNA043關(guān)節(jié)腔內(nèi)注射（造模后1周單次注射，劑量2, 20 或 200 μg/肢體，造模后4周取材）能明顯促進(jìn)透明軟骨修復(fù)，降低骨關(guān)節(jié)炎組織學(xué)評分；LNA043關(guān)節(jié)腔內(nèi)注射（造模后4周開始注射，劑量400 μg/肢體，連續(xù)注射4周，造模后8周取材）能明顯改善軟骨完整性，提高蛋白聚糖含量，并降低軟骨退化評分。這些結(jié)果表明LNA043不僅能預(yù)防，而且能修復(fù)軟骨損傷。

⑧?研究人員還構(gòu)建了小型豬的滑車軟骨缺損模型，結(jié)果顯示LNA043能改善ICRS軟骨損傷評分。

接著研究人員對LNA043的人體生物安全性進(jìn)一步研究。⑨?研究人員進(jìn)行了一項(xiàng)隨機(jī)、雙盲、安慰劑對照、單劑量遞增試驗(yàn)一期臨床試驗(yàn)，共招募了9位男性和19位女性患者，這些患者即將接受全膝關(guān)節(jié)置換手術(shù)?；颊咴谛g(shù)前7天隨機(jī)接受LNA043不同劑量（0.2, 2, 10, 20 或40 mg）的關(guān)節(jié)腔內(nèi)注射（其中劑量為20 mg同時需要在術(shù)前21天和2小時接受注射）。總體上看，LNA043治療安全，耐受性良好。LNA043治療不良事件發(fā)生率66.7%（14/21），安慰劑不良事件發(fā)生率71.4%（5/7）。除了一位接受40 mg LNA043注射的患者出現(xiàn)兩例藥物相關(guān)不良反應(yīng)外（口干和味覺障礙），其余未見臨床藥物相關(guān)不良反應(yīng)的報告。此外，⑩?研究人員還評估了LNA043關(guān)節(jié)腔內(nèi)注射后外周血藥代動力學(xué)參數(shù)，發(fā)現(xiàn)20 mg注射4小時內(nèi)和40 mg注射8小時內(nèi)，可在血清中檢測到LNA043（>10 ng ml?1）。這些結(jié)果提示LNA043關(guān)節(jié)腔內(nèi)注射后只在血清中短暫存在，安全性良好。

最后，??研究人員研究了LNA043在人膝關(guān)節(jié)軟骨的彌散作用，事后分析（post-hoc analysis）發(fā)現(xiàn)LNA043在軟骨破壞區(qū)浸潤深度是非破壞區(qū)的4倍。與服用安慰劑的患者相比，LNA043治療患者術(shù)后采集的軟骨轉(zhuǎn)錄組分析顯示，軟骨ECM蛋白合成代謝增加，而OA介質(zhì)轉(zhuǎn)錄被抑制。這些結(jié)果表明，LNA043在人體也有優(yōu)秀的軟骨修復(fù)潛力。

文獻(xiàn)結(jié)論

綜上所述，該研究結(jié)果表明，LNA043能通過與間充質(zhì)干細(xì)胞和軟骨細(xì)胞膜上的整合素α5β1受體相互作用促進(jìn)ECM的合成，具有良好的透明軟骨修復(fù)作用。目前，LNA043應(yīng)用于膝骨性關(guān)節(jié)炎患者的2b期試驗(yàn)（NCT04864392）正在開展。值得一提的是，較同類研究相比，該項(xiàng)研究整合了LNA043應(yīng)用于多種模式動物（如大鼠、小型豬等）的研究結(jié)果，同時基于動物實(shí)驗(yàn)的結(jié)果嚴(yán)謹(jǐn)?shù)刈C實(shí)了LNA043應(yīng)用于人體的軟骨修復(fù)效果和安全性評估。

目前臨床上尚無治療骨關(guān)節(jié)炎的有效方法，鑒于LNA043在一期臨床實(shí)驗(yàn)展現(xiàn)出的優(yōu)秀軟骨修復(fù)潛能，?LNA043將在骨關(guān)節(jié)炎治療、骨骼發(fā)育及骨折愈合等領(lǐng)域具有重大的臨床轉(zhuǎn)化前景。

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