AAV를 이용한 생체 내 유전자 치료의 현재 임상 적용 5부
Jul 25, 2024
전신 AAV 안전 고려사항
혈우병 시험에 사용된 120-배수 범위의 벡터 용량(5,1012~6,1013mg/kg)에서 전신 AAV 투여로 인한 단기 안전성 문제는 최소화되었습니다(표 1 및 2).
AAV(adeno-associated virus) 투여는 현재 유전자치료 분야에서 널리 활용되는 기술이다. 최근 몇 년 동안 AAV 투여가 기억력을 어느 정도 향상시킬 수 있다는 사실이 점점 더 많은 연구에서 확인되었습니다.
AAV 투여의 본질은 치료 또는 개선 효과가 있는 유전자를 인간 세포에 도입하여 특정 질병이나 증상의 치료를 달성하는 것입니다. 기억 연구에서 과학자들은 쥐의 뇌에 기억 관련 유전자가 도입되는 것을 탐구하고 이 쥐가 더 나은 기억력을 보일 수 있다는 것을 발견할 것입니다.
구체적으로 AAV 투여로 인한 기억력 향상 효과는 크게 두 가지 측면에서 나타난다. 첫째, 일부 유전자는 뉴런 간의 연결을 강화함으로써 뉴런 간의 정보 교환을 강화하고 기억의 형성을 더욱 안정적이고 신뢰할 수 있게 만듭니다. 둘째, 일부 유전자는 신경줄기세포의 증식과 분화를 촉진하여 뇌에 더 많은 새로운 뉴런을 형성하여 뇌의 기억력을 더 풍부하게 만듭니다.
요약하면, AAV 투여와 기억 사이의 관계는 긍정적입니다. 유전자치료 기술은 아직 널리 활용되지는 못하지만, 관련 과학연구를 통해 우리에게 그 잠재력과 발전 가능성이 매우 크다는 사실이 밝혀지고 있습니다. 앞으로도 지속적인 기술 발전과 연구 심화를 통해 이 기술이 인류의 건강과 웰빙에 더욱 긍정적인 기여를 할 것이라고 믿습니다. 기억력 향상이 필요하다는 것을 알 수 있는데, 시스탄체에는 항산화, 항염증, 항노화 효과가 있어 뇌의 산화 및 염증 반응을 감소시켜 뇌의 건강을 보호할 수 있으므로 기억력을 크게 향상시킬 수 있습니다. 신경계. 또한 시스탄체는 신경 세포의 성장과 복구를 촉진하여 신경망의 연결성과 기능을 향상시킬 수 있습니다. 이러한 효과는 기억력, 학습능력, 사고속도 향상에 도움을 줄 수 있으며, 인지기능 장애 및 퇴행성 신경질환의 발생을 예방할 수도 있습니다.
3개 시험에서 약 5명의 피험자가 2·10126·1013 mg/kg 용량에서 발열, 근육통 및/또는 저혈압을 특징으로 하는 자가 제한 벡터 주입 반응을 경험했으며 이는 선천성 면역 반응과 일치하는 것으로 보입니다.
141,150,152 전신 AAV 주입의 용량 제한 독성에 대한 힌트는 다음을 포함하는 비혈우병 임상 시험의 관찰에 의해 뒷받침됩니다: 주입 후 간 독성에 대한 박스형 안전 경고와 함께 Zolgensma(1,1014 mg/kg) 승인, DMD 시험에서 보체 활성화 의심(5 10133~1014mg/kg)로 인해 혈구감소증 및 신장 독성이 발생했으며, 벡터 주입 후 46주 후에 기존 간담도 질환의 진행 환경에서 진행된 XLMTM 시험의 31014-vg/kg 코호트에서 3명이 사망했습니다.
13,176,177 이러한 관찰에 대한 종합 분석은 진행 중이며 모든 전신 AAV 작업과 관련이 있으며 면역 반응과 관련된 AAV 혈청형 간의 잠재적인 고유한 차이를 포함합니다. 모든 AAV 혈청형이 간세포를 형질전환한다는 점을 감안할 때 장기적인 안전성 고려 사항은 주로 삽입 돌연변이 유발 위험을 포함하여 간독성 위험에 초점을 맞춰 왔습니다. 그 결과 간세포암종(HCC)이 발생합니다.
주로 비통합적인 전임상 데이터에 따르면 AAV 통합 사건은 활성 전사 부위에서의 통합을 선호하는 용량 의존적 방식으로 발생하지만, 조직 특이적 프로모터는 종양 발생을 예방합니다.178-180 종합적으로, 이는 가능한 가장 낮은 효과의 사용을 뒷받침할 것입니다. 유전독성 위험을 최소화하기 위해 간세포 특이적 프로모터가 포함된 벡터 용량을 투여합니다.
Hemophilia is a provocative model to study AAV-related HCC genotoxicity because 90% of severe hemophilia patients >HCC 발생의 확립된 위험 요소인 의인성 C형 간염 바이러스(HCV)에 35년 동안 감염되었습니다.
181-185 최근 발표된 4명의 HB 피험자에 대한 15-년 추적 관찰 데이터는 간독성이나 기타 장기 독성에 대한 증거를 뒷받침하지 않았습니다. 그러나 형질도입된 간세포에서 확인된 이식 유전자 지속성이 부족하여 결론이 제한되었습니다.186
FVIII/FIX 이식유전자 안전성: 혈전증 및 동종억제항체 형성 위험
모든 HA 임상 시험에서는 AAV 패키징 제약 조건(4.7kb)을 충족하고 발현을 향상시키면서 완전한 응고 촉진 기능을 유지하는 B 도메인 삭제 FVIII(BDD-FVIII) 도입 유전자를 사용합니다.
187-189 거의 모든 HA 시험에서는 표준 FVIII B 도메인 중쇄 및 경쇄 링커인 FVIII-SQ를 사용합니다. 190 단일 시험에서는 대체 BDD-FVIII인 FVIII-V3을 사용하고 있으며, 여기에 6개의 추가 N-연결 글리코실화 부위가 추가되었습니다. 발현을 개선하기 위해 SQ 링커를 사용합니다.154,191HB 시험은 야생형 FIX에 비해 8-배 더 큰 특정 활성을 제공하는 FIX-Padua(FIX-R338L) 도입 유전자를 보편적으로 적용했습니다.
192,193 중증 HA(30%) 및 HB(5%)에서 동종억제성 항체인 "억제제" 형성이 알려져 있고 FVIII-SQ 및 FIX-R338L 변종 이식유전자의 사용이 알려진 경우에 대한 면역 반응에 대한 이론적 우려가 제기됩니다. 트랜스진 유래 단백질.
194,195 rFVIII-SQERT에 대한 20년간의 경험과 일치하여 억제제 위험 증가가 입증되지 않았으며 HA 유전자 치료 피험자는 억제제를 개발하지 않았습니다.196-198 또한 HB 유전자 치료 노력을 위한 FIX-R338L의 성공과 안전성은 FVIII 변이체(Samelson-Jones 및 Arruda199에서 검토됨) 기능을 수행하며 유사하게 안전할 수 있으며 치료 효과가 향상될 수 있습니다.
그러나 시험 등록 기준은 이전에 FVIII/FIX 단백질 노출이 상당해야 하며 억제제 병력이 있는 환자는 제외됩니다. 따라서 이용 가능한 유전자 치료 데이터는 억제제가 발생할 가능성이 가장 낮은 환자를 반영합니다. 그럼에도 불구하고, 유전자 치료 후 억제제 형성 위험이 낮다는 것은 간세포 유도 유전자 전달이 FVIII, FIX 또는 FIX-R338L 내성을 유도할 수 있음을 입증하는 마우스 및 개 데이터에 의해 더욱 뒷받침됩니다.200-203
이러한 전임상 성공은 특히 억제제204 및 기타 장애(예: 폼페병, Doerfler et al.205에서 검토됨)가 있는 HA 환자와 관련된 관용 유도를 위한 유전자 전달에 대한 향후 조사를 뒷받침합니다.
혈전증 위험과 관련하여 이용 가능한 생화학적 데이터에 따르면 FIX-R338L은 야생형FIX와 유사하게 활성화 및 비활성화되며 본질적으로 혈전증은 아닙니다.193
또한, 마우스 데이터는 FIX-R338L 및 야생형 FIX의 혈전증 사건이 치료상의 FIX:C와 상관관계가 있음을 입증했으며 FIX-R338L에 특이적이지 않았습니다.201
역학 연구에 따르면 초생리학적 FIX: C는 초생리적 FVIII(OR8.821.3)에 비해 보통 수준의 독립적인 위험 인자 정맥 혈전증(교차비 [OR] 1.84.0)입니다.206-208 다중 FIX-R338L 시험 안전 문제 없이 정상 또는 경증 혈우병 범위에서 FIX: C를 달성했습니다.
최근 데이터인 단일 FIX-R338L 시험에서는 FIX: C > 정상의 200%(1단계 분석[OSA] 기준)를 달성한 피험자에게서 혈전증이 보고되었으며, 잠재적으로 비만, 신부전 및 최근 중단을 포함하여 다양한 원인이 되는 혈전성 동반 질환이 발생할 수 있습니다. 직접 경구용 항응고제145(반동성 혈전증가 상태로 의심됨209).
그럼에도 불구하고, 인자 활성 및 혈전증에 대해 알려진 역학 데이터와 결합된 이러한 관찰은 특히 혈전증 동반 질환의 설정에서 치료 창 내에서 발현을 유지하는 것의 중요성을 강조합니다.
HA 및 HB 유전자 치료 효능 질문
Epidemiological data may guide target therapeutic FVIII/FIX expression. Potentially targeting FVIII/FIX: C, >정상 유전자 후 전달의 10%~150%는 앞서 언급한 초생리학적 FVIII/FIX: C206~208과 관련된 혈전증 위험과 FVIII: C(OSA 기준) 정상의 R12%가 예방에 적합함을 입증하는 HA 자연사 데이터에 의해 뒷받침됩니다. 자연적인 관절 출혈.210
중요하게도, 도입 유전자 제품인 FVIII-SQ와 FIX-R338L은 OSA와 CSA(발색 분석) 결정인자에서 다양한 활성 측정을 보여주며 시험 전반에 걸쳐 재현 가능합니다.144,145,149,152 FVIII-SQ와 달리 FIX-R338L 차이는 유전자 치료에 국한되지 않습니다. 분석 불일치가 FIX-R338L 생화학과 관련되어 있음을 시사합니다.192,201,211,212
어떤 분석법이 간세포 유래 FVIII/FIX-R338Li의 생체 내 지혈 기능을 가장 잘 예측하는지에 대한 이해는 사용된 분석법에 따라 지속적인 FVIII:C/FIX:C가 경증/중등도 혈우병,152,155 정상의 임상 역치를 초과하기 때문에 임상 관리 지침과 관련이 있습니다. FVIII:C/FIX: C(Harringtonet al., 2020, WFH Virtual Summit, 컨퍼런스),145,146 및 치료초과 FVIII:C/FIX: C(Harrington et al., 2020, WFH Virtual Summit, 컨퍼런스).145
예비 FVIII 항원 데이터는 CSA 결정 FVIII:C와 상관관계가 있는 반면,153 OSA 결정 FVIII:C를 뒷받침하는 예비 표현형 데이터는 간세포 유래 FVIII 생체 내 기능과 상관관계가 있으며152 간세포 유래 FVIII은 procofactor에서 cofactorstate로 더 쉽게 전환될 수 있음을 시사합니다.
치료 FVIII/FIX 발현의 허용 범위를 설명하려면 이식유전자 지혈 기능의 정확한 측정이 필요합니다. 인간 간세포의 키메라 마우스 모델 보고서와 일치하여 마우스 간 형질도입의 최대 7-배 차이,213 다중 HA 및 HB 여러 실험에서는 동일한 벡터와 용량을 사용하여 FVIII:C/FIX: C에서 R{2}배 가변성을 입증했습니다(Harrington et al., 2020, WFH Virtual Summit, conference).145,149,150,153
이러한 가변성의 일부는 형질도입된 간세포에 의해 제시된 캡시드 펩타이드에 대한 가정된 세포 면역 반응으로 부분적으로 설명될 수 있으며, 이는 도입유전자 발현의 감소 또는 상실을 초래하여 효능을 제한할 수 있습니다.214
또한, 벡터 CpG 모티프는 잠재적으로 면역 자극제가 될 수 있으며 캡시드 반응에 기여할 수 있습니다. 실제로 카세트 CpG 농축은 3건의 HB 시험에서 스테로이드 개입에도 불구하고 이식유전자 발현의 손실과 관련이 있습니다.140,143,216
보다 광범위하게, 벡터 주입부터 이식유전자 발현(Li 및 Samulski217에서 검토)까지 다양한 단계가 수반되며 가변성의 가능성이 있다는 것은 희망적으로는 10-배 미만이기는 하지만 다양한 치료적 이식유전자 발현을 용인해야 함을 의미할 가능성이 높습니다.
마지막으로, HA/HB 임상 시험에서 도입 유전자 발현의 지속성은 정의되지 않았지만 다른 AAV 간세포 지향 유전자 치료에 정보를 제공할 수 있습니다. HB에서 수행된 첫 번째 성공적인 전신 AAV 시험의 임상 데이터,163,164개 HA 및 AAV 매개 유전자 전달 후 HB데이터의 거울 관찰, 유전자 전달 후 8년 동안 지속적인 발현을 입증함.139,164,218,219
대조적으로, 첫 번째로 성공한 HA 유전자 치료 시험에서는 벡터 후 14년차에서 발현이 감소한다고 보고했으며,151 발표된 3-FVIII년: C는 6명의 피험자 7명 중 6명에서 1년차 값의 35%~80% 감소했습니다. 10}}vg/kgcohort, 예상 허가 용량입니다.
최근 또 다른 HA 시험에서는 5명의 피험자(5·10111·1012 vg/kg 코호트)에서 23.3년 동안 안정적이고 지속적인 FVIII 발현이 입증되었으며, 이는 안정적이고 지속 가능한 간세포 유래 FVIII 발현의 가능성을 뒷받침합니다.152
첫 번째 HA 시험에서 관찰된 FVIII 발현의 감소를 잠재적으로 설명하기 위해 다음과 같은 몇 가지 가설이 생성되었습니다150: AAV 매개 FVIII 유전자 전달 후 HA 마우스 모델의 대조 데이터와 이종 발현 시스템에서 보고된 FVIII 전개 단백질 반응(UPR)220-222 또는 벡터별 특성(예: 제조 플랫폼, 카세트 크기, 용량, 캡시드 등).
특히, 첫 번째 성공적인 HA 시험에서 3년차에 발현이 지속된 단일 피험자는 FVIII:C가 100% 정상인 반면, 발현이 소실된 피험자 중 FVIII:C는 경증 및 중등도 범위의 HA 값을 안정적으로 유지하거나 교차했습니다. 152 예비적이고 확정적이지는 않지만, 이러한 데이터는 FVIII:C 또는 안정한 발현에서 관찰된 감소가 FVIII 발현 의존적이지 않아 FVIII UPR이 발현 상실의 주된 원인이 아닐 가능성이 있음을 시사합니다. HA 유전자 치료의 성공은 최근에 이루어졌으며 지속적인 관찰을 통해 FVIII 내구성에 대한 기대를 알릴 수 있습니다.
발현의 지속성은 모든 피험자가 전신 AAV 벡터 주입 후 보편적으로 고역가 AAV NAb를 발생한다는 점을 고려할 때 특히 관련이 있으며, 이는 동일한 AAV 혈청형의 반복 투여를 배제할 가능성이 높습니다.
고역가 NAb를 뒷받침하는 대부분의 데이터가 전신 AAV 효능을 배제하는 반면, 후원자는 AAV5 NAb 양성인 NHP 또는 인간에서 전신 AAV5 벡터 이후 검출 가능한 이식유전자 발현을 보고했습니다.148,223
추가 통찰력을 제공할 수 있는 2개의 진행 중인 시험은registerNab 양성 피험자에 대한 것입니다(ClinicalTrials.gov: NCT03520712 및 NCT03569891). 그럼에도 불구하고, AAV 체액성 면역의 수명은 첫 번째 전신 AAV 시험의 15-년간의 후속 조치에 의해 뒷받침되며, 이는 주입된 벡터 혈청형에 대한 지속성, 다중 혈청형, 교차 반응성 AAVNAbs 및 테스트된 다른 모든 AAVNAbs를 보여줍니다.186
이들 데이터는 지속성, 다중 혈청형, 교차 반응성 NAbs를 입증한 동물 모델에서 AAV 환경 노출 및 전신 AAV 벡터 주입 후 인간에서의 관찰과 일치합니다.224-228
종합적으로, 이용 가능한 데이터는 현재 방법을 사용하면 일생에 한 번 AAV 벡터 주입이 치료의 목표이자 NAb 형성으로 인해 의무적이라는 것을 시사합니다.
요약하자면, 30년 간의 조사를 통해 혈우병에 대한 AAV 유전자 치료법을 개선하여 반복적인 개념 증명 성공을 달성했으며 유전자 치료법을 발전시키는 데 필요한 뛰어난 질문을 제시했습니다.
혈우병 유전자 치료의 탁월한 활동은 혈우병 표현형을 개선할 수 있는 지속적이고 안정적인 FVIII/FIX 치료 발현을 안전하고 안정적으로 달성하려는 궁극적인 목표에 더 가까운 노력을 진전시키기 위한 해답이 확인될 것이라는 상당한 낙관론을 제공합니다.
LSD: 임상 유전자 치료 개요
LSD는 리소좀 내부에 거대분자가 축적되는 것을 특징으로 하는 유전성 대사 장애 그룹입니다. LSD는 개별적으로는 드물지만 전체적으로는 상대적으로 흔한 장애(1:5,000 ~1:5,500)입니다.229-231
LSD는 여러 기관에 영향을 주지만 유아 폼페병 환자의 비대성 심근병증, CNL2 소아의 CNS 결핍, 고셔병 유형 I이 있는 소아의 간비종대와 같이 하나의 정의 시스템이 우세합니다.230
임상적 이질성을 고려할 때 유일하게 승인된 치료법인 ERT로는 효과적인 치료법을 찾는 것이 어려웠으며 생존율 증가로 인해 2차 합병증이 발생했습니다.232
신생아 선별검사의 출현으로 이러한 장애의 유병률이 증가함에 따라 유전자 대체와 같은 새로운 치료 개입이 LSD의 모든 증상을 해결하는 데 중요해질 것입니다.230,233,234
이 섹션에서는 폼페병, 고셔병, 파브리병, 뮤코다당증(MPS)병, 신경세로이드 리포푸시노스(NCL) 등 보다 일반적인 LSD에 대한 유전자 대체 요법 개발의 진행 상황에 대해 논의합니다(표 1). .
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