基因治療是治療各種神經(jīng)系統(tǒng)疾病的一種有前途的方法，如阿爾茨海默氏癥、帕金森氏癥、亨廷頓氏癥和脊髓性肌萎縮癥?；蛑委熒婕笆褂幂d體或載體將治療基因遞送到受影響組織的細(xì)胞中。用于基因治療的最廣泛使用的載體之一是腺相關(guān)病毒（AAV），這是一種小而無(wú)害的病毒，可以感染分裂和非分裂細(xì)胞。

然而，神經(jīng)系統(tǒng)疾病的基因治療面臨著一些挑戰(zhàn)，例如如何將基因傳遞到整個(gè)中樞神經(jīng)系統(tǒng)（CNS），如何避免針對(duì)載體或轉(zhuǎn)基因的免疫反應(yīng)，以及如何為每種疾病選擇最佳的AAV血清型。為了應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)，研究人員經(jīng)常使用非人靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物（NHP）作為臨床前模型，因?yàn)樗鼈兣c人類(lèi)有許多解剖學(xué)和生理學(xué)上的相似之處。

在這篇博文中，我們將回顧使用AAV基因治療神經(jīng)系統(tǒng)疾病的NHP研究的一些最新進(jìn)展和發(fā)現(xiàn)。

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如何將基因傳遞到整個(gè)中樞神經(jīng)系統(tǒng)？

基因治療的主要關(guān)注點(diǎn)之一是如何將基因有效和廣泛地傳遞到靶組織。對(duì)于神經(jīng)系統(tǒng)疾病，這意味著將基因傳遞到大腦和脊髓，它們受到血腦屏障和腦脊液（CSF）的保護(hù)。

為克服這一挑戰(zhàn)而開(kāi)發(fā)的方法之一是對(duì)流增強(qiáng)遞送（CED），它涉及在正壓下將載體注射到腦實(shí)質(zhì)中，產(chǎn)生對(duì)流，將載體分布在整個(gè)組織中。CED已被證明可以在非人靈長(zhǎng)類(lèi)的幾個(gè)大腦區(qū)域?qū)崿F(xiàn)高水平的轉(zhuǎn)基因表達(dá)，例如殼核，丘腦和皮層1.

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已經(jīng)探索的另一種方法是通過(guò)鞘內(nèi)（IT）或腦室內(nèi)（ICV）途徑將載體注射到腦脊液中。IT注射包括將導(dǎo)管插入腰椎并將載體輸送到圍繞脊髓的腦脊液中。ICV注射涉及將套管插入大腦的一個(gè)腦室，并將載體輸送到充滿腦腔的腦脊液中。

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IT和ICV注射均已被證明可以在非人靈長(zhǎng)類(lèi)中樞神經(jīng)系統(tǒng)的各個(gè)區(qū)域?qū)崿F(xiàn)廣泛的轉(zhuǎn)基因表達(dá)2.然而，不同的AAV血清型在通過(guò)這些途徑傳遞時(shí)可能具有不同的嗜性和效率。例如，最近的一項(xiàng)研究比較了食蟹猴中AAV9和AAVrh10的IT和ICV注射2.結(jié)果表明，AAV9 IT遞送在脊髓運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元和多個(gè)腦區(qū)域的神經(jīng)元/神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞中實(shí)現(xiàn)了一致的轉(zhuǎn)基因表達(dá)，而AAV9 ICV遞送僅在大腦中導(dǎo)致一致的轉(zhuǎn)基因表達(dá)。相比之下，AAVrh10 IT遞送導(dǎo)致罕見(jiàn)的運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元靶向，而AAVrh10 ICV遞送與AAV9 ICV遞送取得了相似的結(jié)果2.

這些發(fā)現(xiàn)表明，對(duì)于影響大腦和脊髓的神經(jīng)系統(tǒng)疾病，AAV9可能比AAVrh10是更好的IT輸送血清型。此外，他們還表明，在靶向運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元方面，IT遞送可能比ICV遞送更有效。

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如何避免對(duì)載體或轉(zhuǎn)基因的免疫反應(yīng)？

基因治療的另一個(gè)挑戰(zhàn)是如何避免或盡量減少針對(duì)載體或轉(zhuǎn)基因的免疫反應(yīng)，這可能會(huì)降低治療的有效性和安全性。免疫反應(yīng)可以由先天和適應(yīng)性機(jī)制觸發(fā)，并且可以靶向載體的不同成分，例如衣殼蛋白、基因組或轉(zhuǎn)基因產(chǎn)物。

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先天免疫應(yīng)答是快速的非特異性反應(yīng)，涉及通過(guò)模式識(shí)別受體（例如Toll樣受體）識(shí)別病原體相關(guān)分子模式。先天免疫反應(yīng)可導(dǎo)致炎癥、細(xì)胞因子產(chǎn)生以及補(bǔ)體細(xì)胞和自然殺傷細(xì)胞的活化。先天免疫應(yīng)答還可以調(diào)節(jié)適應(yīng)性免疫應(yīng)答，適應(yīng)性免疫應(yīng)答速度較慢但特異性更強(qiáng)，涉及B細(xì)胞和T細(xì)胞的激活，這些B細(xì)胞和T細(xì)胞產(chǎn)生針對(duì)載體或轉(zhuǎn)基因的抗體和細(xì)胞毒性作用。

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有幾個(gè)因素可以影響對(duì)AAV基因治療的免疫應(yīng)答的程度和類(lèi)型，例如載體劑量，給藥途徑，血清型，基因組配置，啟動(dòng)子，轉(zhuǎn)基因產(chǎn)物和預(yù)先存在的免疫力。因此，針對(duì)每種疾病和靶組織優(yōu)化這些因素非常重要。

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減少免疫反應(yīng)的策略之一是使用可以調(diào)節(jié)或抑制先天性或適應(yīng)性免疫的免疫抑制藥物或生物制劑。例如，全身性皮質(zhì)類(lèi)固醇已被用于多項(xiàng)神經(jīng)系統(tǒng)疾病的臨床試驗(yàn)，以預(yù)防或治療AAV基因治療后的炎癥和抗體產(chǎn)生12.然而，免疫抑制也可能對(duì)宿主免疫產(chǎn)生不利影響，并增加感染或惡性腫瘤的風(fēng)險(xiǎn)。

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另一種策略是設(shè)計(jì)AAV載體，通過(guò)修改衣殼蛋白，基因組配置或啟動(dòng)子來(lái)逃避或調(diào)節(jié)免疫反應(yīng)。例如，衣殼工程可以通過(guò)將突變或插入衣殼表面來(lái)改變AAV載體的抗原性或向性3.基因組工程可以通過(guò)去除可以激活toll樣受體的CpG基序或倒置末端重復(fù)來(lái)降低AAV載體的免疫原性3.啟動(dòng)子工程可以通過(guò)使用組織特異性或誘導(dǎo)啟動(dòng)子來(lái)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)基因表達(dá)水平或特異性3.

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非人靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物研究為動(dòng)物模型中針對(duì)AAV載體的免疫應(yīng)答機(jī)制提供了有價(jià)值的見(jiàn)解3.然而，在大型動(dòng)物模型中關(guān)于AAV載體先天感知的研究有限。最近對(duì)非人靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物（NHP）的研究表明，將AAV載體施用到免疫特權(quán)眼后會(huì)出現(xiàn)先天免疫反應(yīng)。這些研究表明，先天免疫在AAV基因治療中可能比以前認(rèn)為的更重要的作用，需要進(jìn)一步的研究來(lái)了解不同的給藥途徑和血清型如何影響先天免疫。

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綜上所述，AAV基因治療神經(jīng)系統(tǒng)疾病在臨床前和臨床研究中顯示出巨大的潛力，但也面臨著與免疫反應(yīng)相關(guān)的幾個(gè)挑戰(zhàn)。非人靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物研究有助于闡明其中一些挑戰(zhàn)，并制定克服這些挑戰(zhàn)的策略。需要進(jìn)一步的研究來(lái)優(yōu)化每種疾病和靶組織的AAV基因治療，并將動(dòng)物模型的發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)化為人類(lèi)患者。

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1.?基因治療?第 23 卷，第 520–526 頁(yè)（2016 年）

2. 分子方法臨床開(kāi)發(fā) 2020 11 月 17;771：784-<>.