据统计, 在全球范围内有将近10亿人口受眼部疾病困扰, 其中失明人数约有4000万, 然而在临床上, 有相当一部分致盲性的眼部疾病如X连锁视网膜劈裂症、老年黄斑变性、Leber先天性黑朦、Leber遗传性视神经病变和无脉络膜症等仍缺乏有效的治疗手段。
基因治疗是伴随着分子生物学与细胞生物学发展起来的一种新兴的治疗手段,它利用基因工程技术来修复或替换人体细胞中的异常基因,以治疗一些遗传性疾病或其他疾病。基本上,基因治疗是通过向患者体内引入健康的基因来替代有缺陷的基因,或者通过调节异常基因的表达来恢复正常的细胞功能。
我们整理汇总了AAV载体治疗作为基因治疗广泛应用于遗传性视网膜病治疗的原因及治疗情况。
眼部(尤其是视网膜)是AAV基因疗法的理想组织器官。眼睛是一个相对”免疫豁免”的空间,即该组织环境可以耐受外源引入的抗原,而不产生炎症免疫反应,有利于外来移植物的长期稳定生存。给药安全性高,因为眼球属于小尺寸的器官,只能使用更小体积和数量的病毒。眼部局部治疗的可行性和可控性也使得基因疗法在这里更加可行和安全。例如,在眼底玻璃体手术中,可以直接将基因疗法载体注射到病变区域,避免了系统性给药带来的潜在不良反应。眼部解剖结构相对简单,相比于其他器官,眼睛的解剖结构相对简单,由相当较少的细胞类型构成。这使得基因疗法可以针对性地治疗特定的细胞类型或组织,同时也更容易监测治疗效果。眼睛非常适合进行光学检查,光学检查是眼科医生常用的检查方法之一。因此,基因疗法治疗后,可以通过光学检查来监测眼睛的结构和功能变化,为治疗效果的评估提供重要依据。眼睛的神经系统与中枢神经系统相连,但又是一个独立的单元,这使得研究人员可以利用眼睛作为对中枢神经系统的替代研究模型。例如,基因疗法治疗后,可以通过检查病人的眼底反应来判断治疗是否对大脑造成了潜在的影响。
野生型AAV是一种单链DNA病毒,目前未发现引起人类疾病,它由蛋白衣壳和单链DNA基因组构成,未经改造的AAV称为野生型AAV,目前AAV也有被改造为双链DNA病毒。科学家将野生型AAV衣壳内的基因组中编码病毒蛋白的部分完全删除,并使用治疗性基因取而代之,即为重组腺相关病毒(rAAV)。重组腺相关病毒通过内吞作用进入细胞,并通过核孔进入细胞核,从衣壳中释放出来的单链DNA形成双链DNA后再经重组,最后基因组能够在不再进行有丝分裂的细胞中持续进行基因表达。简单来说,重组AAV载体携带的治疗基因进入细胞后,将转录翻译为功能蛋白,达到治疗一系列疾病的目的。
AAV基因疗法是目前眼科领域中最具前景的基因治疗技术之一。眼科疾病通常是由单一的遗传缺陷引起的,而眼睛中的细胞数量和类型也相对较少,因此对于基因疗法的治疗效果更容易进行监测和评估。AAV基因疗法利用非致病性的腺相关病毒(AAV)作为载体,将治疗性基因导入患者的目标细胞中,从而实现对疾病基因的修复或替换。以下是AAV基因疗法在眼科疾病中的应用情况:
1.遗传性视网膜病变:遗传性视网膜病变是一类常见的视网膜疾病,常常导致视力障碍和失明。AAV基因疗法已经成功用于治疗多种遗传性视网膜病变,例如Leber遗传性视网膜病变、视网膜素蛋白缺乏症等。
2.黄斑变性:黄斑变性是老年性黄斑病变的一种,是导致视力丧失的主要原因之一。AAV基因疗法已经成功用于治疗一些黄斑变性患者,例如利用AAV2载体导入RPE65基因,以恢复视网膜色素的合成。
3.夜盲症:夜盲症是一类遗传性视网膜疾病,常常导致夜间视力障碍。AAV基因疗法已经成功用于治疗一些夜盲症患者,例如利用AAV2载体导入RPE65基因,以恢复视网膜色素的合成。
4.视网膜色素变性:视网膜色素变性是一类遗传性视网膜疾病,常常导致视力障碍和失明。AAV基因疗法已经成功用于治疗一些视网膜色素变性患者,例如利用AAV2载体导入BEST1基因,以恢复细胞膜通透性。
5.免疫调节:AAV基因疗法还可以被用于调节免疫系统,例如治疗自体免疫性疾病、眼部过敏等。通过向免疫细胞输送调节基因,可以调节免疫系统的反应,从而缓解免疫反应引起的炎症和疾病。
6.新型治疗方法:AAV基因疗法还可以被用于开发新型治疗方法,例如治疗白内障、青光眼等。通过向受影响的细胞输送合适的基因或RNA,可以促进细胞的修复和再生,从而缓解或治愈眼部疾病。
随着基因编辑和基因治疗技术的不断发展,AAV基因疗法在眼科疾病治疗中的应用前景非常广阔。新的AAV血清型、启动子和目的基因的发现将进一步扩大AAV基因疗法的应用范围,有可能改变目前基因治疗仅能治疗特定疾病的现状。未来的研究和开发将进一步促进其在眼科疾病治疗中的应用。
资料来源
1.公众号中眸sinoeye
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