知識(shí)要點(diǎn)
● 囊性纖維化（CF）是由囊性纖維化跨膜傳導(dǎo)調(diào)節(jié)因子（CFTR）基因突變引起的，該突變可導(dǎo)致CFTR蛋白功能失調(diào)。美國(guó)有超過3萬(wàn)名兒童和成人患有CF（全球7萬(wàn)名）。
● CFTR調(diào)節(jié)劑是一種小分子，可糾正蛋白質(zhì)錯(cuò)誤折疊和錯(cuò)誤處理或改善通道門控，增強(qiáng)CF的一系列臨床結(jié)局，從改善肺功能、增加BMI到改善生活質(zhì)量結(jié)局。
● 對(duì)于少數(shù)罕見和無義突變的CF患者，諸如通讀療法、基因編輯、基因療法和ASO等治療方法的臨床前研究提供了持續(xù)的希望。
背景
根據(jù)美國(guó)國(guó)家心肺血液研究所的網(wǎng)站，囊性纖維化（CF）是一種進(jìn)行性的遺傳疾病，會(huì)影響體內(nèi)的一種蛋白質(zhì)。CF患者的蛋白質(zhì)存在缺陷，可影響身體的細(xì)胞、組織和產(chǎn)生粘液和汗液的腺體。1 CF是由囊性纖維化跨膜傳導(dǎo)調(diào)節(jié)因子（CFTR）基因突變導(dǎo)致的，該突變會(huì)導(dǎo)致CFTR蛋白功能失調(diào)。當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)發(fā)生故障時(shí)，它無法將氯離子（鹽的一種成分）轉(zhuǎn)移到細(xì)胞表面。沒有氯離子吸引水分子至細(xì)胞表面，各種器官中的粘液就會(huì)變得粘稠。在肺部，粘液阻塞氣道使細(xì)菌易于生長(zhǎng)，引起感染、炎癥，并可能導(dǎo)致呼吸衰竭。美國(guó)有超過3萬(wàn)名兒童和成人患有CF（全球7萬(wàn)名）。2
CFTR調(diào)節(jié)劑治療
自1989年發(fā)現(xiàn)CFTR基因以來，始終通過共同努力和互相協(xié)作來糾正這一基礎(chǔ)的細(xì)胞缺陷。其中最主要貢獻(xiàn)是引入了CFTR調(diào)節(jié)劑，這是一種小分子可以糾正蛋白質(zhì)錯(cuò)誤折疊和錯(cuò)誤處理或改善通道門控以增強(qiáng)頂端陰離子轉(zhuǎn)運(yùn)（例如氯和碳酸氫鹽）。3通過部分恢復(fù)通道功能，CFTR調(diào)節(jié)劑可改善CF的一系列臨床結(jié)局，包括改善肺功能、增加體重指數(shù)（BMI）、改善生活質(zhì)量結(jié)局（根據(jù)囊性纖維化問卷-修訂版-呼吸域（CFQ-R-RD）評(píng)估）。4
目前有4種CFTR調(diào)節(jié)劑經(jīng)FDA批準(zhǔn)用于治療CFTR基因特定突變的CF人群：Ivacaftor（Kalydeco?）、Lumacaftor/Ivacaftor（Orkambi?）、Tezacaftor/Ivacaftor（Symdeko?）和Elexacaftor/Tezacaftor/Ivacaftor（Trikafta?）。最近獲批的CFTR調(diào)節(jié)劑Elexacaftor/Tezacaftor/Ivacaftor（ETI）是一種三聯(lián)療法。它將CFTR調(diào)節(jié)劑Elexacaftor與另一種調(diào)節(jié)劑和增強(qiáng)劑Tezacaftor/Ivacaftor相結(jié)合。全球最常見的CF突變是F508del等位基因，至少85%的CF患者中存在這種突變。Elexacaftor可幫助F508del-CFTR蛋白形成正確的形狀，使其可以運(yùn)輸?shù)郊?xì)胞表面。將Elexacaftor與Tezacaftor/Ivacaftor結(jié)合，有助于CFTR蛋白在更多的CF患者中的表現(xiàn)優(yōu)于其他調(diào)節(jié)劑，因?yàn)镋lexacaftor糾正了F508del-CFTR蛋白形成中的額外缺陷。ETI已獲批用于CFTR基因中至少有一個(gè)F508del突變拷貝或177個(gè)特定突變中至少有一個(gè)拷貝的6歲及以上的CF患者。5
PROMISE研究是一項(xiàng)對(duì)487例開始接受ETI治療的CF患者進(jìn)行的真實(shí)世界前瞻性觀察性研究，臨床結(jié)局包括FEV1預(yù)測(cè)值百分比（ppFEV1）、汗液氯化物濃度、BMI和自我報(bào)告的呼吸道癥狀。在第1、3和6個(gè)月時(shí)進(jìn)行訪視，并計(jì)劃在第18和30個(gè)月時(shí)進(jìn)行額外隨訪。ETI每日2次口服治療6個(gè)月時(shí)，ppFEV1改善9.76個(gè)百分點(diǎn)，CFQ-R-RD評(píng)分改善20.4個(gè)點(diǎn)，汗液氯化物降低241.7 mmol/L，BMI也顯著增加。這表明臨床結(jié)局顯著改善，同時(shí)為CFTR調(diào)節(jié)劑治療設(shè)定新的臨床基準(zhǔn)。研究結(jié)果還提示ETI在真實(shí)世界的實(shí)踐中具有較強(qiáng)的健康獲益。6
罕見和無義突變的囊性纖維化癥的新基因療法
雖然CFTR調(diào)節(jié)劑如ETI和其它藥物可對(duì)至少有一個(gè)F508del突變（或批準(zhǔn)用于調(diào)節(jié)劑治療的數(shù)百種其他突變之一）拷貝的CF患者產(chǎn)生巨大的有益影響，但仍有少數(shù)存在無義和罕見突變的CF患者無法從這些治療中獲益。無義突變（也稱為“x”或“終止”突變）導(dǎo)致細(xì)胞在進(jìn)程中途停止產(chǎn)生CFTR蛋白，使得細(xì)胞將縮短的、無功能的蛋白質(zhì)識(shí)別為缺陷并進(jìn)行破壞。7目前目前針對(duì)CF靶向殘余蛋白功能的調(diào)節(jié)劑治療對(duì)x或終止突變患者療效較差，部分原因是由于CFTR蛋白水平較低。8幸運(yùn)的是，針對(duì)CF無義突變潛在治療方法的臨床前和臨床研究正在進(jìn)行中，包括通讀療法、基因編輯和基因療法。反義寡核苷酸（ASO）療法也在探索中，以糾正干擾mRNA制造的罕見突變的作用。
通讀療法
通讀療法是針對(duì)無義突變CF患者的一種潛在新療法。如上所述，無義突變會(huì)終止CFTR蛋白的產(chǎn)生，通讀療法的目標(biāo)是“通讀”或繞過終止信號(hào)。ELX-02是一種進(jìn)入II期試驗(yàn)的新藥，由Eloxx制藥公司研發(fā)。ELX-02是一種氨基糖苷類似物，通過與核糖體相互作用誘導(dǎo)無義突變的通讀，導(dǎo)致全長(zhǎng)功能蛋白的產(chǎn)生。在健康受試者中進(jìn)行的I期研究顯示了其可接受的PK和安全性，9支持在無義突變的CF患者中評(píng)估ELX-2聯(lián)合和不聯(lián)合Ivacaftor的II期研究的開展。
基因療法和基因編輯治療
針對(duì)無義突變的CF患者目前有幾種基因療法和基因編輯治療正在進(jìn)行探索。例如，新創(chuàng)公司Carbon Biosciences正在對(duì)一種潛在的基因療法做臨床前工作，利用一種新型的細(xì)小病毒遞送機(jī)制將功能性CFTR基因直接遞送至肺部。雖然腺病毒（AAVs）在基因療法中更常用，但是細(xì)小病毒有望將較大的基因遞送至像肺部這類不易到達(dá)的組織中。10
之前針對(duì)無義突變的基因編輯治療的臨床前研究也在進(jìn)行中。該療法是使用一種酶在特定的位點(diǎn)或序列上切割DNA，然后利用細(xì)胞DNA修復(fù)系統(tǒng)來糾正CFTR突變。低成本和預(yù)期的低脫靶斷裂風(fēng)險(xiǎn)使CRISPR-Cas9成為囊性纖維化中基因編輯工具的首選。11雖然早期的研究常聚焦于編輯F508del突變，但CFTR基因中第二常見的無義CF致病突變W1282X-CFTR變異體的臨床前工作也正在進(jìn)行中。12
反義寡核苷酸治療
ASO療法是治療CF無義突變另一種可能的前景。剪接開關(guān)ASOs旨在誘導(dǎo)外顯子跳躍以恢復(fù)mRNA開放閱讀框。ASO療法已在臨床前和臨床上顯示出對(duì)許多疾病的治療前景，對(duì)于CF該療法也具有同樣的前景。例如，一項(xiàng)臨床前研究證明，通過ASO誘導(dǎo)跳過編碼突變的CFTR外顯子23，消除相對(duì)常見的無義突變CFTR-W1282X，可恢復(fù)CFTR的表達(dá)。但這種缺乏了52個(gè)氨基酸的CFTR異構(gòu)體的活性需要使用CFTR調(diào)節(jié)劑，而這種調(diào)節(jié)劑目前用于治療CF患者因此聯(lián)合方法可以為目前無法從調(diào)節(jié)劑中獲益的CF患者提供一種新的治療選擇。13
總結(jié)
在全球范圍內(nèi)，有超過7萬(wàn)人受到CF困擾。約85%存在常見突變（如F508del突變）的患者，對(duì)于這類患者使用CFTR調(diào)節(jié)劑治療可提供顯著的健康獲益。而對(duì)于其余罕見和無義突變的CF患者，通讀療法、基因編輯、基因療法以及ASO治療等臨床前研究也提供了持續(xù)的希望。
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無論是研究CF的新型治療方法還是進(jìn)行哮喘的生物等效性研究，大多數(shù)呼吸系統(tǒng)臨床試驗(yàn)都將肺功能測(cè)定作為主要終點(diǎn)。我們獨(dú)特的方法提供了推進(jìn)試驗(yàn)所需的有效數(shù)據(jù)。
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· 連續(xù)肺量測(cè)定
· 可逆性
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· FeNO
· 乙酰甲膽堿支氣管激發(fā)試驗(yàn)
· 運(yùn)動(dòng)激發(fā)試驗(yàn)
參考資料
1NHLBI web site, accessed 11Jul2022. https://www.nhlbi.nih.gov/health/cystic-fibrosis
2Cystic Fibrosis Foundation web site, accessed 11Jul2022. https://www.cff.org/intro-cf/about-cystic-fibrosis
3Nichols DP, Paynter AC, Heltshe SL, Donaldson SH, Frederick CA, Freedman SD, Gelfond D, Hoffman LR, Kelly A, Narkewicz MR, Pittman JE, Ratjen F, Rosenfeld M, Sagel SD, Schwarzenberg SJ, Singh PK, Solomon GM, Stalvey MS, Clancy JP, Kirby S, Van Dalfsen JM, Kloster MH, Rowe SM; PROMISE Study group. Clinical Effectiveness of Elexacaftor/Tezacaftor/Ivacaftor in People with Cystic Fibrosis: A Clinical Trial. Am J Respir Crit Care Med. 2022 Mar 1;205(5):529-539. doi: 10.1164/rccm.202108-1986OC. PMID: 34784492; PMCID: PMC8906485.
4Ibid, p. 531.
5Cystic Fibrosis Foundation web site, accessed 11Jul2022. https://www.cff.org/managing-cf/cftr-modulator-therapies
6Nichols, Paynter, Heltshe, et al., p. 530.
7https://www.cff.org/research-clinical-trials/restore-cftr-exploring-treatments-rare-and-nonsense-mutations. Accessed 12Jul2022.
8Michaels WE, Pena-Rasgado C, Kotaria R, Bridges RJ, Hastings ML. Open reading frame correction using splice-switching antisense oligonucleotides for the treatment of cystic fibrosis. Proc Natl Acad Sci U S A. 2022 Jan 18;119(3):e2114886119. doi: 10.1073/pnas.2114886119. PMID: 35017302; PMCID: PMC8784102.
9Leubitz A, Vanhoutte F, Hu MY, Porter K, Gordon E, Tencer K, Campbell K, Banks K, Haverty T. A Randomized, Double-Blind, Placebo-Controlled, Multiple Dose Escalation Study to Evaluate the Safety and Pharmacokinetics of ELX-02 in Healthy Subjects. Clin Pharmacol Drug Dev. 2021 Aug;10(8):859-869. doi: 10.1002/cpdd.914. Epub 2021 Jan 19. PMID: 33465285; PMCID: PMC8451797.
10Alvaredo, D. A biotech startup launches with $38M to develop a cystic fibrosus gene therapy. 21Jun2022. Accessed 13Jul2022. https://www.biopharmadive.com/news/carbon-biosciences-launch-series-a-cystic-fibrosis/625804/?utm_source=Sailthru&utm_medium=email&utm_campaign=Issue:%202022-06-22%20BioPharma%20Dive%20%5Bissue:42585%5D&utm_term=BioPharma%20Dive
11Wilson, C. Future Therapies for cystic fibrosis. The Lancet Respiratory Medicine. 29Jun2022. Accessed 13Jul2022. https://www.thelancet.com/journals/lanres/article/PIIS2213-2600(22)00253-3/fulltext
12Santos L, Mention K, Cavusoglu-Doran K, Sanz DJ, Bacalhau M, Lopes-Pacheco M, Harrison PT, Farinha CM. Comparison of Cas9 and Cas12a CRISPR editing methods to correct the W1282X-CFTR mutation. J Cyst Fibros. 2022 Jan;21(1):181-187. doi: 10.1016/j.jcf.2021.05.014. Epub 2021 Jun 5. PMID: 34103250.
13Michaels, Pena-Rasgado, Kotaria, et al., p. 5.
