2021-08-03 14:07

基因治疗的突破为患有罕见而致命的脑部疾病的儿童带来了希望

gene therapy

伦敦大学学院大奥蒙德街儿童健康研究所(UCL GOS ICH)和大奥蒙德街医院(GOSH)的科学家和医生给患有一种罕见的退化性大脑疾病——多巴胺转运体缺乏症(dds)的儿童带来了基因治疗的希望。

该团队利用最先进的实验室和疾病小鼠模型重新制造并治愈了这种疾病,并将很快申请进行临床试验。就在10年前,这项研究的首席科学家首次发现了导致该疾病的缺陷基因。

发表在《科学转化医学》(Science Translational Medicine)上的研究结果非常有前景,以至于英国监管机构MHRA建议研究人员现在可以着手准备临床试验。DTDS是一种罕见的、进行性的、限制生命的神经疾病,由影响脑细胞的缺陷基因引起。患有DTDS的婴儿很少能学会走路或说话,随着他们的成长,他们会发展成“帕金森症”,之所以这么叫是因为与帕金森症相似。

这包括缓慢的动作,手臂和腿的无意识扭曲姿势和全身僵硬。

目前没有有效的治疗方法或治愈方法,大多数患有dtd的儿童在成年之前就不幸死亡,通常死于呼吸道感染或其他并发症。尽管这种情况很罕见,目前全世界约有50名儿童为医生所知,但它之前曾被误认为是脑瘫,可能会继续未确诊。

Manju Kurian教授在2009年发现了导致DTDS的缺陷基因,随后获得了来自大奥蒙德街医院儿童慈善机构(GOSH Charity) 86,500多英镑的种子基金,以开始开发这种治疗方法。库里安教授的团队和她在伦敦大学学院的合作者也花了十年时间来更好地了解这种疾病的机制,这使他们能够开发出一种新的、精确的基因疗法,有可能治疗这种毁灭性的疾病。

精准基因治疗是如何起作用的

科学家们从患有DTDS的儿童身上提取皮肤细胞,并将其转化为干细胞,这种干细胞可以生长成任何类型的细胞,用于建造或修复身体的不同部位。Kurian教授的团队在Serena Barral博士的带领下,将这些干细胞转化为携带导致DTDS基因“错误”的脑细胞(多巴胺能神经元)。

利用这个实验室模型——或“培养皿中的疾病”——直接从患有这种罕见疾病的儿童的细胞中提取,科学家们能够测试实验性的DTDS基因疗法,并表明它可以缓解DTDS脑细胞中与疾病相关的缺陷。

该团队使用荧光显微镜观察他们的“培养皿中的疾病”发生了什么。未经处理的细胞中看似随机的颜色模式(左图)显示了DTDS细胞中神经元和它们的交流“手臂”——被称为神经突——是如何没有正常形成的。经过基因治疗的细胞形成了一个更明显的神经元集群模式,在白色中可见其红色的神经突起,本质上表明DTDS在实验室模型中被治愈了。

与伦敦大学学院(UCL)的西蒙·沃丁顿(Simon Waddington)教授和乔安妮·吴(Joanne Ng)博士的进一步合作,使研究人员得以在他们的“培养皿中疾病”结果的基础上,研究小鼠的DTDS,并测试基因疗法作为治愈方法。基因疗法将一种含有健康基因的改良的无害病毒注射到大脑中该基因缺失的区域。这些老鼠的症状包括不自主和紊乱的运动,进行性帕金森病和体重减轻。根据实验室测试的有希望的结果,下一阶段是开发一项临床试验,将涉及诊断为DTDS的儿童。

来自康沃尔的22岁的香农是2009年库里安教授发现缺陷基因后第一批被诊断为DTDS的患者之一。她的妈妈朱迪丝说:“香农是一个快乐、活泼的女孩,觉得一切都很滑稽。DTDS意味着香农患上了严重的莎莎病——她无法控制自己的双腿。她现在会微微发抖,但很温和。”

香农是第一批发现这种缺陷基因的病人之一,朱迪思说:“这太神奇了。上次我们见到库里安教授时她说研究有了突破,但还没有在任何人身上试验过。

“GOSH是一家很棒的医院,我每个月都向慈善机构捐款,以帮助维持医院的额外支持。”

Manju Kurian教授,伦敦大奥蒙德街医院儿童健康研究所的儿科神经学顾问和NIHR研究教授,本研究的共同第一作者和发现该疾病背后的科学家:“我们的研究为患有这种毁灭性的、限制生命的脑部疾病的儿童提供了有效治疗的真正希望,在发现导致这种疾病的基因仅仅10年之后,就处于计划临床试验的阶段,这是非常令人兴奋的。”

“我们希望这种开创性的基因疗法能够通过单一的程序阻止这种罕见但残酷的疾病的发展,让孩子们得到他们应得的改善质量和延长寿命。”如果我们能够尽早使用基因疗法来治疗患有这种疾病的儿童,他们的健康就有很大的改善潜力。

“我们非常感谢我们的资助人,包括从一开始就支持我们研究的GOSH Charity,以及Wellcome Trust, MRC, John Black Charitable Foundation, Robert Luff Foundation和Rosetrees,感谢他们的投资;没有他们的支持,我们就无法提供这些孩子迫切需要的突破性治疗。”

伦敦大学学院(UCL)基因疗法教授西蒙·沃丁顿(Simon Waddington)教授是这项研究的共同首席作者:

“我们的整个工作过程都遵循着一个原则:我们想要为这些孩子找到答案,以及我们如何对待他们。”“小鼠接受了我们计划用于治疗儿童的同样精心选择的载体和传递途径。这种谨慎的选择使我们能够快速地设计方案,以便于明年开始临床试验。

“虽然dtd非常罕见,但我们知道还有许多其他疾病可以用这种方式建模,这为找到这些罕见疾病的治疗方法的标准化方法打开了大门。”

为这种治疗的早期发展提供资金的GOSH慈善机构赠款和影响主任Kiki Syrad博士说:“在GOSH慈善机构,我们资助儿科研究,以帮助发现罕见疾病儿童迫切需要的新疗法和治愈方法。

“我们非常高兴看到这份研究报告所指出的进展。它提供了一种有效治疗的希望,对于患有这种罕见、毁灭性疾病的儿童和家庭来说,这可能就是生命的终结。这是儿科罕见疾病研究可以提供的希望,这也是我们将继续投资这类开创性项目的原因。”