Nature:寡核苷酸療法治療代謝類疾病最新進(jìn)展及未來趨勢
來源:PharmSnap
近年來,開發(fā)基于 RNA 沉默的寡核苷酸療法治療代謝類疾病取得了前所未有的進(jìn)展。合理的寡核苷酸設(shè)計(jì)策略和高效的核酸化學(xué)合成方法,結(jié)合高選擇性、高效的偶聯(lián)物遞送技術(shù)平臺,讓寡核苷酸可作為一類新藥被開發(fā)。迄今為止,全球共有五種寡核苷酸療法獲批上市,用于治療罕見和常見肝臟驅(qū)動的代謝類疾病,此外,多種寡核苷酸療法正處于臨床研究。本文概述了寡核苷酸療法在代謝領(lǐng)域的最新進(jìn)展,回顧了過去和當(dāng)前的臨床試驗(yàn),并討論了寡核苷酸療法當(dāng)前面臨的挑戰(zhàn)以及未來可能的發(fā)展趨勢。
1.概況
代謝性疾病包括一組異質(zhì)性疾病,從常見疾病如代謝綜合征 ( 一組增加心臟病、中風(fēng)和二型糖尿病病 (T2DM) 風(fēng)險(xiǎn)的共存疾病 ) 到罕見的遺傳性代謝性疾病 ( 當(dāng)缺陷基因?qū)е旅腹δ塬@得或喪失時(shí)發(fā)生 ) 。目前用于治療代謝性疾病的大多數(shù)藥物都包含小分子,主要是因?yàn)樗鼈兊拈_發(fā)相對簡單且成熟。然而,小分子有一些明顯的局限性:許多治療策略依賴于破壞蛋白 - 蛋白相互作用,由于缺乏明確的結(jié)合口袋,小分子通常不能與其結(jié)合 ( 例如,原蛋白轉(zhuǎn)化酶枯草桿菌酶 9 型 (PCSK9)) 。小分子的其他缺點(diǎn)是它們開發(fā)周期長和高昂的研發(fā)費(fèi)用以及低結(jié)合親和力,經(jīng)常導(dǎo)致不可預(yù)測的脫靶效應(yīng),小分子不能干預(yù)蛋白功能,并且與靶標(biāo)作用時(shí)間短(需要頻繁給藥,可能導(dǎo)致患者依從性差)。
一系列基于寡核苷酸的治療方法正在被廣泛探索,并有潛力克服小分子和治療性生物制劑的一些局限性。這些方式可以通過一系列不同的生物過程來操縱基因表達(dá),包括RNA干擾(RNAi)、RNase H介導(dǎo)的靶標(biāo)降解、剪接調(diào)節(jié)、非編碼RNA抑制和基因激活。在這些方式中,RNAi(應(yīng)用小干擾RNA (siRNA) 進(jìn)行治療 )和反義寡核苷酸(ASO)目前正被用于治療或正在臨床研究用于治療一系列代謝性疾病。siRNAs 和ASO具有不同的作用模式,但具有共同的基本原理,即通過Watson-Crick堿基配對將寡核苷酸結(jié)合到目標(biāo)RNA 上,并利用大多數(shù)細(xì)胞中存在的自然生物過程來抑制基因表達(dá)。因此,它們的主要應(yīng)用是抑制致病基因表達(dá)和翻譯功能。然而,siRNAs和ASO也可以用于干擾自然發(fā)生的負(fù)反饋回路或重新編程中間代謝,將代謝通量從有毒途徑轉(zhuǎn)移到惰性途徑。
表 1. 寡核苷酸的種類及作用機(jī)制
在過去的10年里,寡核苷酸療法臨床轉(zhuǎn)化面臨的主要障礙是它們的快速降解、在肝臟中的低效遞送以及對外源RNA的先天免疫反應(yīng)。通過優(yōu)化RNA化學(xué)合成和開發(fā)新的遞送平臺,已經(jīng)克服了這一問題。這些進(jìn)展已經(jīng)在其他地方被廣泛地回顧過,因此在這里不再深入討論。簡而言之,通過合成超過100種核酸修飾的組合化合物庫,并進(jìn)行基于結(jié)構(gòu)的成藥性優(yōu)化,使這些修飾核酸具有更好的堿基配對親和力和特異性以及對核酸酶抗性。核酸修飾還可以調(diào)節(jié)先天免疫傳感器對非自身核酸的反應(yīng),從而減輕異常的免疫反應(yīng)。
基于脂質(zhì)納米粒(LNP)的給藥系統(tǒng)由可電離脂質(zhì)(DLin-MC3-DMA)、輔助脂質(zhì)和包封PEG 脂質(zhì)的siRNA 組成,其開發(fā)提高了生產(chǎn)和儲存過程中的穩(wěn)定性,并延長了循環(huán)中的半衰期。這些 LNP 被動靶向肝臟,并作為第一個(gè) FDA 批準(zhǔn)的RNAi 治療藥物 patisiran 的遞送平臺。這些研究促進(jìn)了用于治療代謝和心血管疾病的新型肝臟靶向藥物的發(fā)現(xiàn)。FDA和 EMA 最近批準(zhǔn)的寡核苷酸療法包括:靶向 PCSK9 的inclisiran用于治療高膽固醇血癥;靶向 5-氨基乙酰丙酸合酶(ALAS1) 的givosiran用于治療急性肝卟啉病以及靶向羥酸氧化酶1(HAO1)的lumasiran用于治療原發(fā)性 1型高草酸尿癥(PH1)。
該領(lǐng)域面臨的主要挑戰(zhàn)是實(shí)現(xiàn)寡核苷酸向肝外組織如肌肉、脂肪組織、中樞神經(jīng)系統(tǒng)、內(nèi)分泌胰腺和骨的有效遞送,以治療胰島素抵抗、肌肉減少癥、肥胖癥、糖尿病和骨質(zhì)疏松癥的分子疾病。解決這一挑戰(zhàn)需要在靶細(xì)胞的細(xì)胞膜上特異性結(jié)合 siRNA 或 ASO (即反義寡核苷酸)或配體修飾的納米顆粒,使其能夠保留并促進(jìn)其細(xì)胞內(nèi)化。同時(shí),這些藥物不應(yīng)在肝臟和腎臟被過度吸收或清除。目前的大多數(shù)努力旨在保持簡單的遞送策略,因?yàn)閺?fù)雜的多組件系統(tǒng)將增加機(jī)體監(jiān)管障礙,使臨床轉(zhuǎn)化復(fù)雜化。
本文概括了寡核苷酸治療在代謝性疾病中的各種潛在應(yīng)用,重點(diǎn)是 siRNA 和 ASO(siRNA/ASO) 藥物,這些藥物已被批準(zhǔn)上市或正處于臨床試驗(yàn)階段。此外,文中還介紹了新的核苷酸療法、未來的發(fā)展方向和持續(xù)面臨的挑戰(zhàn)。
寡核苷酸療法在代謝性疾病中的應(yīng)用
反義RNA和RNAi(以下簡稱反義/RNAi)可以通過多種應(yīng)用對異常代謝發(fā)揮有益作用。概念上最明顯的應(yīng)用是通過功能獲得機(jī)制(包括蛋白質(zhì)的過度活性和改變的特異性)或通過繼發(fā)性后果(如蛋白質(zhì)聚集)來抑制導(dǎo)致特定途徑擾動的突變致病基因產(chǎn)物。
突變也可能獨(dú)立于活性改變而導(dǎo)致疾病,但僅僅是通過蛋白質(zhì)錯(cuò)誤折疊和隨后激活的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(ER)應(yīng)激通路和/或蛋白質(zhì)聚集。這種情況已被描述為高表達(dá)基因(如編碼胰島素和甲狀腺素運(yùn)載蛋白(TTR)的基因)的突變,由于胰島素原的錯(cuò)誤折疊積累、ER 應(yīng)激和胰腺 β 細(xì)胞的凋亡,或淀粉樣蛋白分別在外周神經(jīng)系統(tǒng)、心臟、腎臟和其他器官中的進(jìn)行性沉積,導(dǎo)致新生兒糖尿病。
功能獲得性突變在自然界中占主導(dǎo)地位,任何使用反義/RNAi的策略都需要區(qū)分突變型和野生型等位基因,理論上RNAi可以做到這一點(diǎn)。另外,如果功能獲得性突變影響到非必需基因,那么突變型和野生型等位基因就可以被不加區(qū)分地靶向。這一概念已經(jīng)在數(shù)百名 TTR 淀粉樣變患者中確立,這些患者編碼 TTR 的基因發(fā)生了點(diǎn)突變,他們接受了靶向野生型和突變型轉(zhuǎn)錄物的 siRNAs 治療,導(dǎo)致血漿TTR水平降低 80%以上,且沒有出現(xiàn)藥物相關(guān)的嚴(yán)重不良事件。
治療性反義/RNAi在代謝性疾病中的另一個(gè)應(yīng)用是通過靶向代謝或信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑的一個(gè)關(guān)鍵組成部分來影響細(xì)胞對應(yīng)激刺激的反應(yīng)。在這種情況下,疾病途徑通常由環(huán)境或遺傳應(yīng)激上調(diào),并與表型結(jié)果有因果關(guān)系。通過沉默這一過度活躍途徑的一個(gè)關(guān)鍵組成部分,就有可能調(diào)節(jié)這種應(yīng)激反應(yīng)并影響致病性狀。在患有異常蛋白血癥的患者中觀察到肝臟 PCSK9 生物合成增加和血清濃度升高,這可能與高膽固醇血癥的特征有關(guān)。通過沉默循環(huán)低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)濃度的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子 PCSK9,這種過度活躍的途徑可以被下調(diào),血漿膽固醇水平可以降低。
應(yīng)用 ASO和 siRNA調(diào)節(jié)疾病途徑的第三種方式是干擾導(dǎo)致疾病的負(fù)反饋途徑。這方面的一個(gè)例子是預(yù)防和治療急性肝卟啉癥的RNAi治療,通過干擾血紅素對ALAS1的負(fù)反饋抑制,可以抑制肝臟ALAS1表達(dá)的上調(diào),并最終導(dǎo)致神經(jīng)毒性卟啉前體的積累。
最后,在另一種相關(guān)的情況下,代謝可以通過將代謝通量從有毒的代謝途徑轉(zhuǎn)移到惰性的中間代謝途徑方式來重新編程。這一原則用于治療原發(fā)性高草酸尿,涉及HAO1mRNA的RNA沉默,導(dǎo)致尿和血漿草酸鹽水平顯著降低,同時(shí)乙醇酸(一種容易從尿中排泄的草酸鹽前體)的產(chǎn)生增加。
圖1.反義RNA和RNAi在代謝疾病中的作用機(jī)制
2.用于慢性代謝類疾病的寡核苷酸療法
代謝功能障礙與越來越多常見的慢性代謝疾病有關(guān)。對異常代謝詳細(xì)的遺傳學(xué)和生物化學(xué)理解使得對代謝紊亂藥物靶點(diǎn)的識別有希望被實(shí)現(xiàn)。接下來,我們回顧了一些常見的代謝靶點(diǎn),并且這些靶點(diǎn)已經(jīng)有被批準(zhǔn)或正在臨床開發(fā)的安全有效的 ASO 或 RNAi 療法,同時(shí)強(qiáng)調(diào)了代謝疾病領(lǐng)域中其他潛在的肝臟靶點(diǎn)。
1)治療血脂異常和心血管疾病
根據(jù)世界衛(wèi)生組織報(bào)道,動脈粥樣硬化性心血管疾病(CVD)是全球主要的死亡原因,也是一個(gè)主要的公共衛(wèi)生問題。LDL-C 水平的變化是CVD 事件減少的主要決定因素,其他可改變的危險(xiǎn)因素包括富含甘油三酯(TG)的脂蛋白升高、脂蛋白(a) (Lp(a))增加和高血壓,這些因素通常難以控制。下面,我們討論通過 ASO/siRNA 療法來降低 LDL-C、富含 TG 的脂蛋白、Lp(a) 和血壓 (BP) ,實(shí)現(xiàn)對這些關(guān)鍵治療靶點(diǎn)的調(diào)控。
PCSK9
他汀類藥物是目前可用的降脂心血管治療一線藥物。然而,許多患者需要額外降低 LDL- C,因?yàn)樗麄儧]有達(dá)到預(yù)期的目標(biāo),盡管他汀類藥物的耐受性最大。此外,他汀類藥物不耐受的發(fā)生率高達(dá)10-20%,他汀類藥物治療的副作用仍然是常規(guī)臨床環(huán)境中面臨的重要問題,特別是在正在接受多藥治療的患者中。
PCSK9作為低密度脂蛋白受體(LDLR)降解調(diào)節(jié)因子,極大地改變了LDL代謝領(lǐng)域的格局,而抑制PCSK9的治療方法已經(jīng)成為降脂治療的一個(gè)重要選擇。PCSK9 單克隆抗體已經(jīng)在歐盟和美國被批準(zhǔn)用于治療高膽固醇血癥,但是它們的作用持續(xù)時(shí)間短,并且需要頻繁的靜脈給藥。因此,已經(jīng)探索了替代的治療方式,并且基于 RNA 沉默寡核苷酸的療法已經(jīng)顯示出顯著的前景。
最初,人們開發(fā)了一種靜脈注射的LNP配方siRNA(ALN-PCS),用于靶向嚙齒動物和非人靈長類動物肝臟中的PCSK9,導(dǎo)致PCSK9mRNA的選擇性降解和PCSK9蛋白水平的顯著降低。隨后開發(fā)了具有優(yōu)化的核苷酸化學(xué)和三價(jià)N-乙酰半乳糖胺(GalNAc)偶聯(lián)物的第二代 siRNA (inclisiran)。該藥物可皮下給藥,能夠更有效地傳遞到肝細(xì)胞,需要更低的藥物劑量,每 6個(gè)月給藥一次,副作用更少,并可以保持其藥效學(xué)效果。
在患有雜合子家族性高膽固醇血癥(FH)的患者(Orion9 試驗(yàn))、患有 CVD的患者(ORION-10)和 CVD或風(fēng)險(xiǎn)相當(dāng)疾病的個(gè)體(包括患有T2DM病的患者)(ORION-11)中進(jìn)行的臨床 III期研究顯示,血漿 PCSK9 水平降低了約 80%,沒有跡象表明這種降低在試驗(yàn)期間減弱。試驗(yàn)顯示,與安慰劑相比,inclisiran 組的LDL-C 平均降低約50%,總膽固醇、非HDL-C、APOB 和甘油三酯顯著降低。此外,PCSK9的沉默與Lp(a)水平的降低和HDL-C水平的升高相關(guān)。inclisiran于 2020 年在歐盟獲得批準(zhǔn),用于治療患有 FH 和非家族性高膽固醇血癥或混合型血脂異常的成人。目前正在一項(xiàng)正在進(jìn)行的結(jié)果試驗(yàn)中研究inclisiran治療對心血管預(yù)后的影響??傊?,這些研究表明,inclisiran是一種有效的 PCSK9 抑制劑,可持續(xù)抑制PCSK9 和 LDL-C 至少6個(gè)月,從而實(shí)現(xiàn)每年兩次治療。
針對PCSK9 (AZD8233) 16聚體GalNAc連接的ASO與限制性乙基 (cEt) 化學(xué)的臨床前和臨床研究也顯示,在過表達(dá) PCSK9 的轉(zhuǎn)基因小鼠中具有高效力,在猴子和人類中,導(dǎo)致循環(huán)中的PCSK9和LDL-C3的減少。人類的藥效學(xué)數(shù)據(jù)表明,在每月一次的給藥間隔前提下,可以保持低水平的PCSK9和LDL-C降低,或在劑量低于100mg時(shí)更低。AZD8233也可能適合口服遞送,使用滲透性增強(qiáng)劑來幫助腸道吸收。AZD8233在動物實(shí)驗(yàn)中顯示,在肝臟中優(yōu)先積累,血漿中PCSK9和LDL-C水平降低。來自動物研究和已發(fā)表文獻(xiàn)的數(shù)據(jù)的數(shù)學(xué)模型表明,每天服用15mg可將人類血漿中PCSK9水平降低約 80%。目前正在進(jìn)行兩項(xiàng) II 期研究,評估皮下注射AZD8233 治療高脂血癥的安全性、療效、劑量和耐受性。
載脂蛋白B100
mipomersen是一種反義合成的硫代磷酸酯寡核苷酸,可阻止肝臟中載脂蛋白B100(APOB100)的產(chǎn)生,從而降低APOB100、低密度脂蛋白和總膽固醇。Mipomersen 是為純合子 FH(hoFH)患者開發(fā)的,作為飲食和其他降脂藥物(如他汀類、依澤替米貝、膽汁酸螯合劑、PCSK9 抑制劑)的輔助藥物。Mipomersen 作為一種降低 hoFH 患者LDL-C 和總膽固醇的治療方法,得到了FDA的批準(zhǔn),但沒有得到 EMA的批準(zhǔn)。
在mipomersen的 I-III 期臨床研究中證實(shí),正常、高脂血癥、高膽固醇血癥受試者,使用穩(wěn)定的他汀類藥物或降脂藥物時(shí),APOB100呈劑量和時(shí)間依賴性降低。幾項(xiàng)III期試驗(yàn)證明了mipomersen 在降低FH患者LDL-C方面的療效。然而,由于長期 CVD 結(jié)果的不確定性、有限的耐受性和副作用,如持續(xù)的注射部位反應(yīng)、肝脂肪變性和潛在的不可逆肝毒性,mipomersen(kynamro)已停止上市。
圖2.高膽固醇血癥中基于siRNA的ASO的療法
載脂蛋白C3
通過調(diào)節(jié)脂蛋白脂肪酶 (LPL) 發(fā)揮作用的ASO/siRNA 療法的另一個(gè)靶標(biāo)是載脂蛋白C3 (APOC3;也稱為apoCIII). APOC3是一種高表達(dá)的肝臟分泌蛋白。它存在于乳糜微粒、VLDL、LDL和高密度脂蛋白顆粒中,它可以抑制LPL和肝脂肪酶。通過這一機(jī)制,APOC3降低了肝臟對富TG顆粒的清除率,從而提高血漿TGs水平,刺激VLDL的分泌。大型遺傳學(xué)研究表明,APOC3與血漿TG升高和冠狀動脈疾病之間有因果關(guān)系。
APOC3的高表達(dá)水平和肝臟特異性的事實(shí)使APOC3成為RNA沉默技術(shù)的一個(gè)有吸引力的靶點(diǎn)。在嚙齒動物和非人靈長類動物模型中,ASO介導(dǎo)的ApoC3敲除降低了血漿APOC3和TG. ISIS308401,也稱為volanesorsen,從26種針對APOC3 有效的ASO中挑選出來,并在轉(zhuǎn)基因人類 APOC3 模型中劑量依賴性地降低APOC3mRNA、蛋白質(zhì)和TG 水平。
ASO治療沒有導(dǎo)致體重增加或胰島素抵抗,這是一種在Apoc3基因敲除小鼠中報(bào)道過的表型。類似地,在小鼠中靶向ApoC3的GalNAc偶聯(lián)siRNA原型,單劑量和持續(xù)>20天后,APOC3水平降低高達(dá)95%,TG水平降低高達(dá)68%。
在一項(xiàng)臨床III期研究中,接受volanesorsen(每周一次,每次300mg)治療的家族性乳糜微粒血癥綜合征(FCS)患者的平均 TG 水平下降了 77%,而接受安慰劑治療的患者平均 TG 水平上升了18%。在治療組中,TG的減少伴隨著VLDL顆粒數(shù)和VLDL-C的減少,以及HDL-C和LDL-C的增加。然而,注射部位反應(yīng)和血小板減少是常見的不良事件,在76%的治療患者中發(fā)生。低血小板計(jì)數(shù)情況的出現(xiàn)可能是volanesorsen的脫靶效應(yīng),而不是APOC3抑制的固有特性,因?yàn)锳POC3失活突變的雜合子攜帶者不會增加血小板減少的風(fēng)險(xiǎn)。
基于臨床 III 期方法和 COMPASS 研究的結(jié)果,volanesorsen于2019 年5月在歐盟獲得批準(zhǔn),用于患有遺傳FCS 的成年患者,這些患者對飲食和降低TG 治療的反應(yīng)不充分。目前正在進(jìn)行評估 volanesorsen在高甘油三酯血癥、家族性部分脂肪營養(yǎng)不良(FPL)和部分脂肪營養(yǎng)不良中的效用的臨床試驗(yàn)。
總之,現(xiàn)有的研究表明,volanesorsen 可顯著降低多因素高甘油三酯血癥患者的甘油三酯濃度,可能對急性胰腺炎患者有益。但這種藥物在長期治療中的安全性需要進(jìn)一步探討。
表2.目前已批準(zhǔn)或處于臨床開發(fā)中的用于治療代謝疾病的寡核苷酸療法
脂蛋白(a)
Lp(a)是一種高度多態(tài)的LDL樣顆粒,其中Lp(a)通過纖溶酶原樣結(jié)構(gòu)域與apoB100共價(jià)連接。Lp(a)的水平主要是由LPA基因位點(diǎn)的基因控制的。Lp(a)表現(xiàn)出動脈粥樣硬化和血栓活性,這是由于競爭性的纖溶酶原結(jié)合,其對氧化磷脂的親和力,與氧化富磷脂的LDL和內(nèi)皮蛋白多糖結(jié)合,并間接通過刺激平滑肌細(xì)胞增殖。大約20%的人群血漿中Lp(a)水平較高,多項(xiàng)研究表明,人類中Lp(a)水平升高是CVD(心血管疾?。┖椭鲃用}瓣狹窄的主要危險(xiǎn)因素。FH患者的循環(huán)LDL-C水平也有升高,這可能在加速患者的CVD中發(fā)揮重要作用。
到目前為止,通過生活方式或醫(yī)療干預(yù)來改變Lp(a)水平一直是一個(gè)挑戰(zhàn):只有少數(shù)藥物可以降低Lp(a),但效果有限。此外,Lp(a)水平升高主要是載脂蛋白a(apo(a))合成增加的結(jié)果。因此,使用靶向apo(a)的ASOs或siRNAs來降低Lp(a)可能是治療CVD高?;颊叩囊环N令人興奮和新穎的方法。
在一項(xiàng) I 期試驗(yàn)中,第一個(gè)開發(fā)的 APO(a)-Rx 顯示出Lp(a)的劑量依賴性降低高達(dá)77.8%。隨后的研究測試了在Lp(a) 水平≥30mgdl-1 的健康志愿者中,GalNAc 偶聯(lián)的 IONIS-APO(a)-LRx (pelacarsen)。該化合物導(dǎo)致Lp(a)水平的劑量依賴性降低,最大影響為82.5%。一項(xiàng)IIb期臨床試驗(yàn),即對已有心血管疾病且基線Lp(a)> 60 mgdl-1的患者進(jìn)行研究,結(jié)果顯示所有治療組的Lp(a)均呈劑量依賴性降低。ASO耐受性良好,有注射部位反應(yīng),但血小板數(shù)量或肝腎功能無變化。
pelacarsen的臨床發(fā)展道路具有挑戰(zhàn)性:Lp(a)的代謝途徑尚未完全了解,Lp(a)濃度在一般人群中的個(gè)體間范圍超過1000 倍,因此需要標(biāo)準(zhǔn)化方法來測量 Lp(a)。此外,低脂蛋白(a)水平與 T2DM相關(guān),高脂蛋白(a)水平的心血管風(fēng)險(xiǎn)仍是一個(gè)未解決的問題,特別是因?yàn)榻档鸵汛_診冠心病患者死亡率所需的治療水平的定義尚未確定。因此,需要大規(guī)模的III期結(jié)果研究來確定Apo(a)長期沉默對有 CVD 風(fēng)險(xiǎn)的患者的益處和安全性。
血管生成素樣蛋白3
血管生成素樣蛋白3(ANGPTL3)是一種抑制LPL和內(nèi)皮脂肪酶(EL)的肝臟分泌蛋白。LPL 水解來自腸(乳糜微粒)和肝(VLDLs)的富含TG 的脂蛋白中的TG,從而促進(jìn)由肝吸收的殘余顆粒的形成,同時(shí)游離脂肪酸(FFA)釋放到循環(huán)中。EL與血管內(nèi)皮細(xì)胞有關(guān),它通過將磷脂水解成溶血磷脂來促進(jìn) HDL 的重塑。雜合子和純合子無效突變(一種稱為家族性低 β 脂蛋白血癥(FHBL2))患者的所有主要血漿脂蛋白類 (VLDL、LDL 和 HDL)水平顯著低于ANGPTL3 等位基因正常的受試者。此外,失活的ANGPTL3突變與人類糖尿病、肥胖和動脈粥樣硬化的風(fēng)險(xiǎn)降低有關(guān)。
在患有終身 ANGPTL3 缺乏癥的其他健康個(gè)體中觀察到的降脂作用使 ANGPTL3 成為治療高脂血癥和相關(guān)常見疾?。ㄈ?nbsp;T2DM)和心血管疾病高風(fēng)險(xiǎn)患者的有吸引力的治療靶點(diǎn)。ANGPTL3 缺乏的受試者的表型也通過使用抗體的短暫藥理學(xué)阻斷或 ASO/siRNA 對血脂異常的嚙齒動物、猴子和人類的ANGPTL3 失活來證實(shí)。開發(fā)的第一個(gè)ANGPTL3阻斷劑是單克隆抗體 evinacumab。在 I 期和 II 期研究中,據(jù)報(bào)道,健康受試者或 hoFH 或難治性高膽固醇血癥患者的 TG 和 LDL-C 均持續(xù)下降,且無嚴(yán)重副作用。
使用單克隆抗體滅活A(yù)NGPTL3的另一種策略是使用ASOs/siRNAs選擇性地消除肝臟ANGPTL3的產(chǎn)生。在各種遺傳性血脂異常嚙齒動物模型中,galnac偶聯(lián)的靶向ANGPTL3的ASO可顯著降低血漿TG、LDL-C和VLDL-C水平,降低肝脂肪變性,增加胰島素敏感性,減緩動脈粥樣硬化進(jìn)展。重要的是,在沒有 LDLR 的情況下也觀察到了這些效應(yīng),并且 TG 降低不依賴于 apoCIII 的減少。同樣,靶向ANGPTL3 的 GalNAc 偶聯(lián)siRNA(ALN-ANG)也顯著降低了胰島素耐藥肥胖小鼠的ANGPTL3蛋白(>98%)、TG(>90%)和LDL-C(<80%)。除了改善高脂血癥外,該化合物還改善了嘌呤霉素誘導(dǎo)的腎病綜合征大鼠模型中的蛋白尿、低白蛋白血癥和腎臟組織學(xué)異常。
第一個(gè)達(dá)到臨床試驗(yàn)的寡核苷酸治療藥物是IONIS-ANGPTL3-LRx (vupanorsen),這是一種靶向ANGPTL3 的ASO。一項(xiàng)針對人類的I期研究顯示,甘油三酯的降低與劑量相關(guān)(高達(dá)63%),并且LDL-C(高達(dá)32.9%)具有可接受的安全性。隨后的一項(xiàng)II期試驗(yàn)涉及144名非酒精性脂肪肝(NAFLD)、T2DM、高甘油三酯血癥或脂肪肝患者,顯示所有劑量下空腹TG的劑量依賴性降低,80mg時(shí)降低53%。此外,在此劑量下,血漿 ANGPTL3 減少了約60%,VLDL、總膽固醇和非高密度脂蛋白膽固醇的平均減少量分別為 38%、19%和 18%。
值得注意的是,與安慰劑相比,在具有中等基線 LDL-C 的人群中未觀察到血糖參數(shù)、肝脂肪變性或 LDL-C 水平有顯著變化。針對 ANGPTL3 的siRNA(ARO-ANG3)也已經(jīng)在 FH或不常見的高膽固醇血癥患者中進(jìn)行了研究,證明在重復(fù)給藥后,ANGPTL3、LDL-C 和 TG 顯著降低,具有良好的安全性。這些令人鼓舞的I期和II期試驗(yàn)應(yīng)激勵(lì)未來更多的試驗(yàn),以確定減少與脂蛋白血癥相關(guān)的心血管事件的臨床有效性。此外,vupanorsen 和其他以ANGPTL3 為目標(biāo)的 RNA 治療藥物在治療單基因疾病(例如,由 APOB、PCSK9和 MTP突變引起的疾病)和多基因血脂異常疾病(例如,肥胖、胰島素抵抗、胰腺炎)以及相關(guān)共病時(shí)的長期安全性需要進(jìn)一步確定,當(dāng)它們單獨(dú)使用或與其他降脂或抗糖尿病化合物聯(lián)合使用時(shí)。
血管緊張素原
高血壓是全球非傳染性疾病負(fù)擔(dān)的主要因素,也是心血管疾病發(fā)病率和死亡率的最大可改變危險(xiǎn)因素之一,包括冠心病、心力衰竭、心肌病、房顫、瓣膜病、病竇綜合征和主動脈瘤。高血壓的發(fā)病機(jī)制很復(fù)雜,包括生活方式和遺傳因素、交感神經(jīng)和腎素-血管緊張素-醛固酮系統(tǒng)(RAAS)等神經(jīng)激素系統(tǒng)失調(diào)、肥胖/胰島素抵抗和膳食鹽攝入量增加。盡管有許多抗高血壓藥物可用,但在現(xiàn)實(shí)生活中,血壓控制的成功程度有限,世界上許多人群的血壓控制率較低,依從性較差。
因此,持續(xù)控制血壓仍然是難以實(shí)現(xiàn)的,這是一個(gè)主要的未得到滿足的需求,提高了致命和非致命的心血管事件發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn),主要是中風(fēng)和心臟病發(fā)作。
血管緊張素原(AGT)是所有血管緊張素II(AngII)肽的唯一前體,是RAAS的關(guān)鍵成分,它調(diào)節(jié)血壓和醛固酮的釋放,促進(jìn)腎臟的鈉潴留。RAAS系統(tǒng)是心力衰竭和慢性腎病(CKD)抗高血壓治療的主要靶點(diǎn)。由于上述非依從性和“血管緊張素ⅱ/醛固酮逃逸”機(jī)制,通過目前的藥物對這些疾病進(jìn)行長期治療仍然是一個(gè)挑戰(zhàn)。這是由血漿腎素的反調(diào)節(jié)性升高引起的,其中 AGT 處理酶通常將血管緊張素ⅱ和醛固酮恢復(fù)到原始水平或治療前水平以上濃度,從而減少最初的降壓效果。因此,即使在腎素水平出現(xiàn)代償性上升后,用寡核苷酸治療來阻止AGT的產(chǎn)生也可以減少AGT的形成。
使用 ASOs 或 siRNAs 在實(shí)驗(yàn)性高血壓嚙齒動物模型中針對 AGT 的早期研究顯示,平均動脈壓顯著降低,伴隨著循環(huán)中 AGT 和AngII 濃度的降低。最初的研究使用LNP來遞送ASO和 siRNA,它們不是很有效,會誘發(fā)炎癥反應(yīng),并且單次注射后的效果很短暫(< 1周)。隨后的研究使用了新型長效 GalNAc 偶聯(lián) siRNA,其中AGT沉默與傳統(tǒng)的 RAAS 抑制劑一樣有效。此外,與纈沙坦合用可抑制循環(huán)和腎臟 AngII 水平,并降低腎臟3型鈉氫交換劑的表達(dá)和磷酸化氯化鈉協(xié)同轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的豐度。聯(lián)合治療還可以最大程度地降低血壓和心臟肥大。
一項(xiàng)I期研究表明,接受 100mg 或更高劑量 ALN-AGT 的受試者在 3 個(gè)月內(nèi)表現(xiàn)出循環(huán) AGT 持續(xù)降低 > 90%。接受最高劑量(800mg)的人群的血清AGT降低高達(dá)98%,同時(shí)血壓降低高達(dá)17mmHg。重要的是,ALN-AGT 耐受性良好,不良事件的嚴(yán)重程度為輕度或中度。在這些研究的基礎(chǔ)上,ALN-AGT (zilebesiran) 的臨床項(xiàng)目已經(jīng)啟動,并啟動了一項(xiàng)全球 II 期研究(KARDIA-1),這是一項(xiàng)多中心試驗(yàn),將招募大約 375 名未經(jīng)治療的高血壓成人來評估 zilebesiran,每季度或每半年進(jìn)行一次單一療法,以一種或多種不同劑量的抗高血壓藥物進(jìn)行穩(wěn)定治療。此外,已經(jīng)啟動了一項(xiàng) KARDIA-2 研究,以評估zilebesiran 作為標(biāo)準(zhǔn)治療抗高血壓的藥物無法充分控制血壓的患者的伴隨治療。
I期和II期試驗(yàn)也使用IONIS-AGT-LRx作為單一治療或使用ACE抑制劑或血管緊張素受體阻滯劑對高血壓患者進(jìn)行治療。IONIS-AGT-LRx 耐受性良好,血小板計(jì)數(shù)、鉀水平或肝腎功能沒有顯著變化。在三項(xiàng)研究中,與安慰劑相比,該化合物顯著降低了 AGT 水平,并顯示出血壓降低的趨勢。
總之,AGT靶向長效 siRNA 或ASO可能是治療高血壓和相關(guān)疾病并克服依從性問題的有效方法。未來研究需要證明每年給藥的益處、沉默 AGT優(yōu)于傳統(tǒng)RAAS 阻滯劑的優(yōu)勢以及與 RAAS阻滯劑聯(lián)合治療在包括 CVD和 CKD 在內(nèi)的高血壓合并癥的背景下的有益協(xié)同作用或有害影響。
2)NASH 和糖尿病
由于缺乏體力活動和肥胖而不可避免地產(chǎn)生胰島素抵抗,它是導(dǎo)致 T2DM、高脂血癥和高血壓進(jìn)展的驅(qū)動因素和關(guān)鍵潛在因素,這是一種被稱為代謝綜合征的臨床癥狀。全球代謝綜合征出現(xiàn)最快的表現(xiàn)是 NAFLD,它會發(fā)展為非酒精性脂肪性肝炎 (NASH) 并最終發(fā)展為肝硬化。T2DM 的常規(guī)治療很大程度上依賴于無法阻止疾病進(jìn)展的基于小分子的口服降糖藥物,因?yàn)槿狈π?、副作用和以糖為中心的治療觀點(diǎn),而沒有考慮到相關(guān)的代謝脫軌,常見于T2DM。此外,目前NAFLD 患者的治療性疾病改善選擇有限,F(xiàn)DA 尚未批準(zhǔn)任何治療 NASH的療法。因此,迫切需要更好地了解驅(qū)動 NAFLD 進(jìn)展的致病機(jī)制,以確定新的靶點(diǎn)并評估新的抗糖尿病治療的結(jié)果。
新型基于寡核苷酸的方法可高效下調(diào)肝臟中致病基因的表達(dá),在開發(fā)抗糖尿病藥物方面引起了人們的關(guān)注。下面,我們回顧了處于臨床前和臨床階段開發(fā)并可能對胰島素抵抗、高血糖和 NAFLD/NASH 產(chǎn)生影響的實(shí)驗(yàn)性ASO和 siRNA 候選藥物。
17-β-羥基類固醇脫氫酶 13
越來越多的證據(jù)表明,17-β-羥基類固醇脫氫酶 13 (HSD17B13) 是一種肝臟特異性脂滴蛋白,在調(diào)節(jié)肝穩(wěn)態(tài)中起關(guān)鍵作用,盡管其確切功能仍然未知。它是由15個(gè)成員組成的家族的一部分,這些成員參與各種代謝過程,包括類固醇激素、脂肪酸、膽固醇和膽汁酸代謝。在NAFLD的小鼠模型和人類患者中觀察到HSD17B13的表達(dá)增加。
小鼠研究的結(jié)果卻相互矛盾,其中HSD17B13的過表達(dá)和缺失都會導(dǎo)致肝脂肪變性。這些數(shù)據(jù)在人類研究中更為可靠,其中功能喪失 (LOF) 突變與NAFLD 進(jìn)展較緩、炎癥減少、NAFLD 活動評分 (NAS ) 較低以及氣球樣變和肝纖維化較少相關(guān)。重要的是,LOF 變體在種族群體中似乎很強(qiáng)大,并且 HSD17B13 的終生缺乏似乎對人類無害,這支持了這樣一種觀點(diǎn),即靶向抑制HSD17B13可以安全地用于人類和肝病的病因。
HSD17B13 在肝脂滴穩(wěn)態(tài)中作用的確切機(jī)制尚不清楚,但有人提出胰島素、FFA 和肝 X 受體(LXR) 激動劑誘導(dǎo) SREBP1c 表達(dá),從而增加HSD17B13的表達(dá),后者促進(jìn) SREBP1c 成熟并誘導(dǎo)正反饋回路。HSD17B13表達(dá)的增加導(dǎo)致脂肪從頭生成和脂滴增大的激活,從而促進(jìn)脂肪變性的發(fā)展。因此,使用 ASOs/siRNAs 抑制HSD17B13 表達(dá)將是治療 NAFLD/NASH 患者的潛在治療策略。
目前,正在進(jìn)行的兩項(xiàng)I期臨床試驗(yàn)是為了評估針對 HSD17B13 的GalNAc-siRNA 偶聯(lián)物的使用。一項(xiàng)或多劑選擇性靶向HSD17B13的siRNAARO-HSD正在健康志愿者和 NASH 或疑似NASH 患者的雙盲、安慰劑對照 I/II 期臨床試驗(yàn)中進(jìn)行測試。ArrowheadPharmaceuticals 的初步報(bào)告顯示,該化合物在健康志愿者和 NASH 患者中具有良好的耐受性,導(dǎo)致HSD17B13 mRNA 水平降低 84%,蛋白質(zhì)水平降低 >83%,丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶 (ALT) 水平降低 46%(從基線)。第二種化合物 ALN-HSD,靶向HSD17B13,正在健康受試者和 NASH 患者的 I 期臨床試驗(yàn)中進(jìn)行測試。Alnyam發(fā)表的初步實(shí)驗(yàn)記錄顯示沒有臨床前毒性,并且表現(xiàn)出非常持久的 PD曲線。最初的概念驗(yàn)證結(jié)果預(yù)計(jì)將于2022年提供。這些試驗(yàn)的結(jié)果將闡明 HSD17B13 抑制劑在NASH 疾病背景下的安全性和潛在保護(hù)作用。
含Patatin樣磷脂酶域蛋白3
含Patatin樣磷脂酶域蛋白3 (Patatin-like phospholipase domain-containing 3,縮寫PNPLA3) 水解 TG并催化多不飽和脂肪酸(PUFA) ,使其從二?;视秃腿;视娃D(zhuǎn)移到磷酸膽堿,從而導(dǎo)致脂滴中磷脂的重塑。其降解受賴氨酸泛素化和隨后的蛋白酶體降解控制。PNPLA3是在全基因組關(guān)聯(lián)研究(GWAS) 中發(fā)現(xiàn)的,其中發(fā)現(xiàn)編碼 Ile148Met (I148M) 的變體 ( rs738409 C>G) 與 NAFLD 之間存在顯著關(guān)聯(lián),與 BMI、糖尿病或酒精使用無關(guān)。一項(xiàng)對14266名NAFLD受試者進(jìn)行的meta分析顯示,M變異(GG和GC)與肝細(xì)胞癌(HCC)相關(guān)的發(fā)病幾率比野生型(CC)純合子的患者高出3.24倍和2.14倍。PNPLA3M變體的水解活性受損,并且難以通過泛素化降解,導(dǎo)致TG 和富含PUFA的脂滴的滯留,最終會發(fā)展為 NASH。
一項(xiàng)概念驗(yàn)證研究表明,用針對 PNPLA3 的 ASO對飼喂高蔗糖飲食的純合PNPLA3 148M/M 突變小鼠進(jìn)行治療,可減少肝臟炎癥和纖維化。該研究進(jìn)一步驗(yàn)證了PNPLA3作為基于 RNAi 的藥物治療NASH 的潛在靶點(diǎn)。
目前,一項(xiàng) I 期、首次人體單次遞增劑量研究將評估 AZD2693(一種針對PNPLA3 的 ASO)的安全性和耐受性,并表征其藥代動力學(xué)(PK),將在其他方面健康的超重男性和女性受試者以及健康的中國和日本受試者中進(jìn)行給藥。另一項(xiàng) I 期研究旨在調(diào)查AZD2693 皮下注射后的安全性和耐受性、PK 和 PD,對患有 0-3 期纖維化且 PNPLA3 148M 風(fēng)險(xiǎn)等位基因純合子的NASH 參與者進(jìn)行多次遞增劑量給藥。目前尚無針對PNPLA3的兩項(xiàng) I 期臨床試驗(yàn)的數(shù)據(jù)。根據(jù)臨床試驗(yàn)網(wǎng)站,預(yù)計(jì)完成日期分別為2021年10月和2022年12月。
二?;视?/strong>O-?;D(zhuǎn)移酶2
在哺乳動物中,代謝能量以 TG 的形式存儲在脂肪組織中,這種合成由兩種不相關(guān)的酶二?;视蚈 -?;D(zhuǎn)移酶1 (DGAT1) 和DGAT2 催化,它們幾乎參與所有TG合成。缺乏Dgat1的小鼠在脂肪儲存減少的情況下存活,而缺乏Dgat2的小鼠由于TG減少90% 而在出生后死亡,這表明 DGAT2 是負(fù)責(zé)TG合成的主要形式。由于NASH中TG的產(chǎn)生是由DGAT2催化活性驅(qū)動的,因此可以將DGAT2的抑制視為抑制 TG 合成和 NAFLD 疾病進(jìn)展的潛在治療策略。
在高脂飲食誘導(dǎo)的肥胖 (DIO) 小鼠和瘦素缺乏的ob/ob小鼠中,與對照 ASO或生理鹽水相比,用 DGAT2 ASO 治療使DGAT2mRNA 水平降低了50% 以上,而對DGAT1 沒有影響。該治療導(dǎo)致肥胖和瘦小鼠肝臟 TG 含量顯著降低并改善肝脂肪變性,這與用 DGAT2 ASO 處理的原代小鼠肝細(xì)胞中觀察到的 TG 合成顯著減少和脂肪酸氧化增加一致。
此外,該治療降低了DIO小鼠的肝臟 TG分泌率和血漿 TG 水平,并改善了血漿脂蛋白譜。然而,在非人類靈長類動物中進(jìn)行的另一項(xiàng)研究表明,DGAT2 的急性和慢性抑制對血漿 TG 或 VLDL APOB 的產(chǎn)生沒有顯著影響,這引發(fā)了對 DGAT2 的選擇性抑制是否足以治療血脂異常的懷疑。目前,一項(xiàng)針對 DGAT2 的多劑量 ASO ION224 的適應(yīng)性 II 期、多中心、隨機(jī)、雙盲、安慰劑對照研究正在進(jìn)行中,每月一次在確診 NASH 的成年受試者中給藥,預(yù)計(jì)主要完成時(shí)間為 2022年9月。
另一項(xiàng) II 期研究,在 BMI 介于 27kg m -2和 39 kg m -2之間、血紅蛋白 A1c(HbA1c) 水平為 7.3-9.5% 且肝臟脂肪含量≥10%的參與者中,注射了 250 mg ION224,每周一次,持續(xù) 13 周。與安慰劑相比,這導(dǎo)致肝臟脂肪減少,不伴有高脂血癥、血清轉(zhuǎn)氨酶或血漿葡萄糖升高、體重變化或胃腸道副作用。治療組之間的脂質(zhì)參數(shù)相似,并且未檢測到 HbA1c、胰島素或穩(wěn)態(tài)模型評估 - 估計(jì)的胰島素抵抗 ( HOMA-IR ) 的變化。最常見的不良反應(yīng)是在注射部位出現(xiàn)紅斑,三名參與者因嚴(yán)重的不良事件停止了 ION224 的給藥,強(qiáng)調(diào)了對NASH 患者進(jìn)行 I 期和 II 期研究的重要性,以闡明靶向抑制 DGAT2 作為NASH 治療的潛在未來和安全性。
胰高血糖素受體
2型糖尿?。═2DM)的標(biāo)志性缺陷之一是高胰高血糖素血癥。胰高血糖素由胰島的α細(xì)胞分泌,通過增加肝葡萄糖的產(chǎn)生來抵消胰島素的作用。在 T2DM 中,餐后和禁食狀態(tài)下胰高血糖素水平升高,導(dǎo)致肝葡萄糖產(chǎn)生和輸出增加,從而導(dǎo)致空腹高血糖。除了對葡萄糖和氨基酸代謝的生理作用外,胰高血糖素還可能通過影響肝臟 β-氧化和脂肪生成以及可能增加脂肪細(xì)胞中的脂肪分解而對脂質(zhì)代謝很重要。因此,阻斷胰高血糖素受體 (GCGR) 信號傳導(dǎo)的抑制劑可能會抑制肝葡萄糖的產(chǎn)生,并成為降低 T2DM 患者高血糖的有用藥物。
體內(nèi)研究表明,GCGR基因敲除小鼠模型具有較低的空腹和餐后血糖水平,改善了口服葡萄糖耐量,重要的是,沒有明顯的低血糖癥。血漿胰島素、膽固醇和 TG 沒有改變,而GCGR敲除小鼠的高胰高血糖素血癥伴隨著 α 細(xì)胞增生。據(jù)報(bào)道,腹腔內(nèi)給予靶向GCGR的 ASO 可有效降低肝臟GCGR轉(zhuǎn)錄物、血漿葡萄糖、TG 和 FFA 濃度。此外,葡萄糖耐量得到改善,對胰高血糖素具有挑戰(zhàn)的高血糖反應(yīng)減少,而沒有發(fā)生低血糖事件。在 T2DM 患者接受二甲雙胍治療的三項(xiàng) II 期臨床試驗(yàn)中,每周皮下注射靶向GCGR的 ASOIONIS-GCGRRx導(dǎo)致 HbA1c 顯著降低,轉(zhuǎn)氨酶呈劑量依賴性增加。未觀察到其他安全問題,例如低血糖發(fā)作、血壓改變或?qū)ιw征的影響。與安慰劑相比,IONIS-GCGRRx 不影響平均肝糖原含量,但顯著增加肝脂質(zhì)含量和轉(zhuǎn)氨酶水平。這些觀察結(jié)果引發(fā)了許多安全性和有效性問題,突出了對人體肝胰高血糖素信號傳導(dǎo)進(jìn)行更多機(jī)制研究的必要性,這將有助于區(qū)分由靶向GCGR的 ASO可能引起的脫靶副作用。
3)其他新出現(xiàn)的肝臟代謝靶點(diǎn)
代謝疾病中,寡核苷酸治療的其他肝臟靶點(diǎn)也不斷出現(xiàn),其中一些研究是基于候選靶點(diǎn)的人類遺傳數(shù)據(jù)以及臨床前模型和生化證據(jù)的信息,我們將在此進(jìn)行討論。
酮己糖激酶
基于核酸的治療的候選靶點(diǎn)是酮己糖激酶(KHK,也稱為肝果糖激酶),它是果糖代謝的第一個(gè)限速酶。果糖主要在肝臟、腸道和腎臟中代謝,果糖激酶和醛縮酶 B 將果糖轉(zhuǎn)化為糖酵解-糖異生途徑的中間體。果糖激酶(特別是高活性的 KHK-C 異構(gòu)體)通過ATP催化限速磷酸化的果糖6-磷酸為果糖1,6-二磷酸。 KHK具有高K m并且不受其最終產(chǎn)品或變構(gòu)的調(diào)節(jié)。果糖攝入過多時(shí),高濃度的果糖會迅速流入糖酵解途徑,為甘油三酯、葡萄糖和尿酸的產(chǎn)生提供成分。此外,果糖的高消耗會導(dǎo)致肝臟和腎臟的能量 (ATP) 消耗、炎癥和纖維化,并已成為當(dāng)前流行的肥胖、T2DM、CKD 和代謝綜合征的罪魁禍?zhǔn)住?/p>
人類的KHK無效突變會導(dǎo)致一種稱為必需果糖尿癥的良性疾病,在攝入果糖和相關(guān)糖(蔗糖、山梨糖醇)后,血液中的果糖水平會升高,并且會出現(xiàn)果糖尿癥。此外,缺乏KHK的小鼠在高脂肪/高果糖飲食中表現(xiàn)出 NASH 的減少特征。KHK 的小分子抑制劑(PF-06835919) 被證明可以預(yù)防高胰島素血癥和高甘油三酯血癥,并減少果糖喂養(yǎng)時(shí)嚙齒動物體內(nèi)脂肪生成果糖衍生物的肝臟積聚和糖酵解。在健康參與者中,單次口服 PF-06835919 是安全且耐受性良好的。這些研究表明,靶向KHK的長效 siRNA可能對高果糖消耗的 T2DM 或 NASH 患者有益。類似于SGLT2 抑制劑對尿糖排泄的影響,除了增加腎果糖清除率外,KHK 沉默可能對血壓降低、容量減少和體重減輕有其他多效性心腎影響。因?yàn)楣谴x是在暴露于缺氧條件下(例如,心肌病、胰腺癌和結(jié)腸癌)的組織中被誘導(dǎo)的,因此KHK沉默也可能對 CVD、糖尿病性心肌病、CKD 和血管化不良的癌癥具有保護(hù)作用。未來的研究需要仔細(xì)研究在肝臟中特異性抑制 KHK 與腎臟和腸道等其他組織相比的益處和缺陷。
黃嘌呤脫氫酶
痛風(fēng)是最常見的炎癥性關(guān)節(jié)病,當(dāng)由于飲食、遺傳和其他健康問題(化療)等多種因素導(dǎo)致血清尿酸水平升高時(shí),就會發(fā)生痛風(fēng)。重要的是,血尿酸水平升高與多種合并癥有關(guān),包括 CVD 和代謝綜合征。尿酸鹽主要在肝臟產(chǎn)生;然而,最有影響的血清尿酸穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)因子是腎尿酸轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)的組成部分,SCL22A12、SCL2A9和GLUT9的遺傳變異對血清尿酸水平有顯著影響。別嘌醇是一種黃嘌呤脫氫酶 (XDH) 抑制劑,是治療痛風(fēng)最常用的降尿酸療法。它價(jià)格便宜且在一般情況下均有效,但經(jīng)常效果不理想且劑量不足,主要是因?yàn)閾?dān)心別嘌醇會對腎臟產(chǎn)生不利影響,從而無法達(dá)到目標(biāo)尿酸鹽水平 (<6.0 mg dl -1 )。此外,別嘌醇可引起 Stevens-Johnson 綜合征、中毒性表皮壞死松解癥、嗜酸性粒細(xì)胞增多和全身癥狀 (DRESS) 的藥物反應(yīng)和別嘌醇過敏綜合征,這是一種罕見但令人擔(dān)憂的與這種治療相關(guān)的副作用??紤]到別嘌醇對腎功能的復(fù)雜關(guān)系和影響,反之亦然,在具有遺傳易感性和/或痛風(fēng)發(fā)作頻繁的患者中使用 siRNA 療法抑制XDH可能是該疾病的替代和有利的治療策略。
線粒體甘油3-磷酸?;D(zhuǎn)移酶
對來自英國生物庫的 425671 名參與者以及肝病風(fēng)險(xiǎn)患者的外顯子組研究進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn) GPAM 中存在與肝損傷和脂肪變性相關(guān)的基因變異 ( rs2792751 )。GPAM編碼線粒體異構(gòu)體甘油 3-磷酸?;D(zhuǎn)移酶 (mtGPAT),該酶催化脂肪代謝相關(guān)途徑中甘油脂合成的初始和主要步驟。mtGPAT 表達(dá)受到營養(yǎng)調(diào)節(jié),并且在肥胖嚙齒動物或高碳水化合物飲食動物的肝臟中升高。在小鼠中mtGpat的基因消融將導(dǎo)致體重降低、性腺脂肪墊減少、肝臟TG含量降低、血漿TG和VLDL分泌減少以及血漿胰島素水平降低,表明胰島素敏感性提高。這種表型可能部分歸因于脂肪酸氧化增加,因?yàn)?nbsp;mtGPAT 的失活將?;o酶 A 優(yōu)先導(dǎo)入 β-氧化并遠(yuǎn)離甘油脂合成。小鼠中的mtGpat消融還導(dǎo)致特定脂肪酸在磷脂中的sn1和sn2位置定位,棕櫚酸酯較少,花生四烯酸酯較多?;ㄉ南┧岬倪@種增加可能對類花生酸的產(chǎn)生以及膜流動性、滲透性和內(nèi)吞作用具有功能意義,并且可能影響內(nèi)在膜受體和轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的功能??傊?,遺傳和生化數(shù)據(jù)表明 mtGPAT 是肝臟TG的生理調(diào)節(jié)劑,有可能被用于RNAi 靶向治療NAFLD。
線粒體酰胺肟還原成分
幾項(xiàng)研究報(bào)道了一種常見的與 NAFLD 及其進(jìn)展的保護(hù)作用以及與酒精相關(guān)和全因肝硬化的保護(hù)作用相關(guān)編碼變體 ( MTARC1 p.Ala165Thr )。MTARC1在肝臟和皮下脂肪組織中表達(dá),在那里它編碼線粒體外膜蛋白胺肟還原成分。小鼠研究表明 MTARC1 可能參與肝臟藥物和脂質(zhì)代謝,然而,它在脂肪或肝臟代謝中的確切作用尚不清楚。此外,MTARC1p.Ala165Thr是否通過調(diào)節(jié)特定風(fēng)險(xiǎn)因素(例如,降低膽固醇)或通過直接的保肝作用來保護(hù)肝臟免受損害,目前尚不清楚。MTARC1 p.Ala165Thr 可防止肥胖或糖尿病患者的 NAFLD 發(fā)展。攜帶者與血漿脂質(zhì)表型相關(guān),其特征是TG升高、HDL-C、apoA-I、LDL-C 和 apoB 水平降低,而 CVD風(fēng)險(xiǎn)沒有變化。發(fā)現(xiàn)MTARC1 p.Ala165Thr 攜帶者的肝臟相關(guān)存活率得到改善。此外,鑒定具有低 LDL 水平和高TG 的純合預(yù)測 LOF 變體表明,純合MTARC1缺乏癥是可以耐受的,并導(dǎo)致類似于常見的 A165T 變體的脂質(zhì)表型??傊F(xiàn)有數(shù)據(jù)表明 MTARC1 可能是易發(fā)人群(即肥胖或T2DM)中 NAFLD/NASH 的潛在治療性ASO/siRNA 靶標(biāo)。
溶質(zhì)載體家族16成員11
當(dāng)下獲批且最有效的靶向TTR全身性RNA藥物,它減少了由功能獲得性突變引起的錯(cuò)誤折疊 TTR 蛋白的表達(dá),從而導(dǎo)致 TTR淀粉樣變性。靶向具有導(dǎo)致代謝疾病的功能獲得性突變的轉(zhuǎn)錄物的 siRNAs/ASOs 的研究較少。一個(gè)例子是一個(gè)風(fēng)險(xiǎn)單倍型,在溶質(zhì)載體家族16成員11 (SLC16A11)的編碼區(qū)攜帶4個(gè)氨基酸替換的基因,該基因在墨西哥人群中與T2DM相關(guān)。SLC16A11在異源細(xì)胞中的表達(dá)增加了細(xì)胞內(nèi)甘油三酯水平。此外,SLC16A11基因消融的小鼠沒有代謝缺陷,而敲除小鼠肝臟中人T2DM 的SLC16A11變體的表達(dá)導(dǎo)致更多的TG積累并誘導(dǎo)胰島素抵抗。這些發(fā)現(xiàn)表明,SLC16A11可能成為肝臟中RNA沉默寡核苷酸藥物治療T2DM、NAFLD和NASH的靶點(diǎn)。
3.寡核苷酸療法治療罕見遺傳代謝類疾病
寡核苷酸療法一個(gè)令人興奮的應(yīng)用是治療罕見遺傳代謝類疾病,擴(kuò)展了個(gè)性化醫(yī)療的概念。 幾種已批準(zhǔn)上市的用于治療急性肝卟啉癥和原發(fā)性高草酸尿癥的藥物最近顯示出顯著的臨床效果和改善患者生活質(zhì)量的益處。
急性肝卟啉癥
急性肝卟啉癥屬于至少 8 種已知的卟啉癥亞型,這些亞型是罕見的疾病,這種疾病是由于血紅素生物合成途徑的異常所造成的。它們共同點(diǎn)是具有卟啉或卟啉前體的異常積累。每個(gè)卟啉亞型都由相關(guān)酶的部分或完全缺乏導(dǎo)致酶活性降低,從而引起的特征性臨床特征的關(guān)聯(lián)來定義。
在血紅素生物合成途徑的所有酶中都發(fā)現(xiàn)了導(dǎo)致卟啉癥的遺傳缺陷,除了第一個(gè)限速酶 ALAS1。急性發(fā)作可能由多種因素觸發(fā),均導(dǎo)致 ALAS1的表達(dá)增加。當(dāng) ALAS1 活性被誘導(dǎo)時(shí),遺傳酶缺乏變得有限,但是會導(dǎo)致上游神經(jīng)毒性卟啉前體 5-氨基乙酰丙酸 (ALA) 和膽色素原 (PBG) 的產(chǎn)生增加。
直到最近,急性卟啉癥的唯一治療方法是消除誘導(dǎo)因素,減少攝入碳水化合物和高熱量食物以及肝移植。然而,這些治療并不能預(yù)防急性發(fā)作,反而增加了肝纖維化和肝鐵超負(fù)荷的風(fēng)險(xiǎn),甚至需要終生免疫抑制。一種治療急性肝卟啉癥的新方法涉及使用靶向編碼ALAS1基因轉(zhuǎn)錄物的siRNA ,以降低該酶在肝臟中的活性,以預(yù)防和治療在四種急性肝卟啉癥中發(fā)生的神經(jīng)內(nèi)臟發(fā)作間歇性卟啉癥(AIP)、雜色卟啉癥(VP)、遺傳性糞卟啉癥(HCP)和ALA脫水酶缺乏性卟啉癥(ADP)。在 AIP 的臨床前小鼠模型中,LNP 配制的Alas1 -siRNA 預(yù)防性給藥可預(yù)防苯巴比妥誘導(dǎo)的生化急性發(fā)作約 2 周。在誘導(dǎo)的急性發(fā)作期間注射Alas1-siRNA 也在8小時(shí)內(nèi)顯著降低血漿 ALA 和 PBG 水平。這些效果比單次血紅素注射更迅速、更有效。重要的是,Alas1 -siRNA 耐受性良好,在治療劑量下不會引起肝血紅素缺乏。
由 Alnylam Pharmaceuticals 開發(fā)的 givosiran在美國被批準(zhǔn)用于成人,在歐盟被批準(zhǔn)用于 12 歲及以上的青少年,是第一個(gè)獲得批準(zhǔn)的 GalNAc 歐聯(lián) RNAi 治療劑。臨床試驗(yàn)表明,與接受安慰劑的對照受試者相比,在 AIP 患者中,每月注射一次 givosiran導(dǎo)致肝臟 ALAS1 mRNA 水平持續(xù)降低,并且神經(jīng)毒性中間體 ALA 和 PBG的水平幾乎正?;?。givosiran組50%的患者在干預(yù)期間沒有發(fā)作,卟啉癥的年化發(fā)作率降低了74%。
已知AIP與同型半胱氨酸穩(wěn)態(tài)失調(diào)有關(guān),導(dǎo)致血漿總同型半胱氨酸 (tHcy) 水平升高。有趣的是,ALAS1的沉默可導(dǎo)致 tHcy 及其前體蛋氨酸水平升高。AIP 和 givosiran治療期間同型半胱氨酸代謝異常的分子機(jī)制尚不完全清楚,但由于 givosiran導(dǎo)致游離血紅素肝池減少而導(dǎo)致的血紅素依賴性酶胱硫醚 β-合酶活性不足可以解釋加重的原因。其他誘發(fā)因素可能是維生素 B6、B12 和葉酸的缺乏,這些維生素可作為同型半胱氨酸代謝的輔助因子并降低同型半胱氨酸。此外,ALAS1 的輔助因子 5-磷酸吡哆醛 (PLP) 在同型半胱氨酸水平升高的患者中也經(jīng)常降低。葉酸和維生素 B 的替代物已被證明可以降低同型半胱氨酸水平。因此,需要確定是否可以通過補(bǔ)充葉酸、維生素 B6 、B12 或 PLP 來降低 tHcy。此外,未來的代謝組學(xué)研究有必要調(diào)查其他血紅素依賴性代謝途徑(例如,CYP450)是否受到 givosiran治療的影響。
圖3. 急性肝卟啉癥亞型和ALAS1 -siRNA 作用機(jī)制
原發(fā)性1型高草酸尿癥
原發(fā)性高草酸尿癥屬于一組導(dǎo)致乙醛酸代謝異常的罕見遺傳疾病。原發(fā)性高草酸尿癥1型 (PH1) 是由丙氨酸乙醛酸氨基轉(zhuǎn)移酶 ( AGXT ) 的隱性突變引起的,導(dǎo)致草酸鹽產(chǎn)生過多,導(dǎo)致腎結(jié)石、腎鈣質(zhì)沉著癥,并最終導(dǎo)致腎功能衰竭。來自嚙齒動物、非人類靈長類動物和人類的遺傳和實(shí)驗(yàn)證據(jù)表明,抑制乙醇酸氧化酶 (GO)(由HAO1編碼)可能是一種有效且安全的機(jī)制,用于消耗 PH1 患者肝臟中草酸合成底物以預(yù)防這種疾病。這一觀點(diǎn)得到了一份病例報(bào)告的支持,在該病例報(bào)告中,人類的HAO1無效突變被報(bào)道會導(dǎo)致孤立的無癥狀乙醇酸尿癥,并且與腎臟或肝臟疾病無關(guān)。終生GO耗竭的個(gè)體且沒有肝臟和其他疾病表明通過 RNAi 沉默GO是安全的。
有效性數(shù)據(jù)表明 GO 沉默可能對 PH1 患者有益,這些數(shù)據(jù)來自實(shí)驗(yàn)性臨床前、非人類靈長類動物和人類數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)顯示包括人類在內(nèi)的各種模型的尿和血漿中草酸鹽水平降低。由于GO酶位于缺陷型 AGXT 酶的上游,靶向GO的 siRNA 的作用機(jī)制與致病的AGXT基因突變無關(guān)。預(yù)計(jì)靶向GO對治療PH2和PH3無效;然而,這些亞型可以通過特異性靶向肝乳酸脫氫酶 ( LDH ) 進(jìn)行治療。
圖4. 草酸鹽代謝和 HAO 的 RNAi 靶向以降低草酸鹽水平
最近的三項(xiàng)獨(dú)立研究提供了證據(jù),證明 siRNA 抑制GO可減少原發(fā)性高草酸尿癥小鼠模型中的草酸鈣沉積。在脂質(zhì)納米顆粒 (HAO1-1) 中配制的 siRNA 被證明可以劑量依賴性地減少Hao1 mRNA和GO蛋白。接受單劑量 HOA1-1 siRNA 的Agxt1缺陷小鼠表現(xiàn)出尿中乙醇酸鹽濃度增加,并受到保護(hù)免受腎損傷。此外,在 HOA1-1 治療后的第5天,尿草酸水平(標(biāo)準(zhǔn)化為肌酐)降低。lumasiran是一種由 Alnyam 開發(fā)的靶向HAO1的 GalNAc 偶聯(lián) siRNA,試驗(yàn)顯示兒童和成人尿草酸水平顯著且持續(xù)減少,大多數(shù)患者 24小時(shí)尿草酸排泄低于正常范圍上限的1.5 倍,在6個(gè)月后一組亞組患者腎鈣質(zhì)沉著癥的改善。綜上所述,lumasiran 是FDA第一個(gè)批準(zhǔn)的用于治療PH1患者的藥物?,F(xiàn)有數(shù)據(jù)表明,lumasiran 具有可接受的安全性,它可導(dǎo)致尿和血漿中草酸鹽水平顯著降低,大多數(shù)患者的尿草酸鹽水平達(dá)到正?;蚪咏7秶?。長期研究將確定HAO1沉默是否會出現(xiàn)肝腎副作用和乙醇酸鹽水平長期升高的情況。
4.持續(xù)不斷的挑戰(zhàn)和未來發(fā)展方向
目前,用于代謝疾病的寡核苷酸療法只能針對肝臟轉(zhuǎn)錄物來發(fā)揮治療效果。下面,我們將討論寡核苷酸療法需要克服的關(guān)鍵挑戰(zhàn),以更廣泛地使用這類療法和尋求未來的發(fā)展方向
遞送
治療性寡核苷酸的成功高度依賴于細(xì)胞類型特異性靶向,從而避免了非靶組織中不需要的靶向活性。然而,將寡核苷酸有效遞送至特定的細(xì)胞內(nèi)作用位點(diǎn)仍然是一項(xiàng)重大挑戰(zhàn)。迄今為止,大多數(shù)寡核苷酸治療劑(以及幾乎所有批準(zhǔn)的核酸藥物)都集中在局部遞送(例如,眼睛或脊髓)或肝臟攝取。在不同代謝器官中,細(xì)胞特異性或siRNA/ASO富集遞送的發(fā)展,將不可避免地實(shí)現(xiàn)針對常見和罕見代謝疾病的基因驗(yàn)證,以及其他合理靶點(diǎn)的開發(fā)和臨床轉(zhuǎn)化。
脂質(zhì)、抗體和肽配體的共價(jià)附著,旨在影響生物分布、細(xì)胞攝取或組織特異性靶向,這可能會推進(jìn)治療應(yīng)用以及擴(kuò)大開發(fā)選擇。例如,與十六烷基 (C16) 部分偶聯(lián)的 siRNA 已顯示出在中樞神經(jīng)系統(tǒng)中安全和持久(約6個(gè)月)的基因沉默的前景,這可能為靶向控制中樞能量穩(wěn)態(tài)的基因提供機(jī)會。在這方面一個(gè)有趣的基因靶標(biāo)是GPR75,GPR75雜合突變的個(gè)體與對照小鼠相比,缺乏 GPR75 的小鼠體重平均減輕5.3公斤,肥胖幾率降低 44%,并且表現(xiàn)出改善的葡萄糖耐量和胰島素敏感性。另一個(gè)有希望的發(fā)展是將ASO與胰高血糖素樣肽1受體 (GLP1R) 的配體結(jié)合,這已經(jīng)被證明可在體外和體內(nèi)有效地將ASO貨物遞送至胰腺β細(xì)胞。成功靶向胰腺β細(xì)胞還可以沉默GDH基因(編碼線粒體基質(zhì)蛋白 GLUD1)、葡萄糖激酶 ( GCK ) 或 KATP 通道成分(ABCC8和KCNJ11)中的激活突變,這可能會改善高胰島素血癥患者低血糖發(fā)作的情況。
其他有趣的組織特異性靶標(biāo)包括肌肉生長抑制素,這是一種迄今為止無法成藥的TGFβ家族分泌蛋白,可抑制肌肉細(xì)胞生長。TGFβ 的沉默可能被用作遺傳性肌肉萎縮疾病以及肌肉減少癥的治療方法,眾所周知,肌肉減少癥與各種代謝紊亂有關(guān)。在棕色和白色脂肪組織中,PGC1α 負(fù)調(diào)節(jié)因子的抑制(例如,Cidea、 RIP40)可用于激活產(chǎn)熱代謝和氧化代謝,增加能量消耗并影響肥胖和相關(guān)合并癥。最后,通過細(xì)胞類型特異性靶向遞送,減少許多廣泛表達(dá)的基因,從而可能會創(chuàng)造機(jī)會干擾許多疾病調(diào)節(jié)途徑。例如,肝臟中普遍表達(dá)的肽酶DPP4的特異性沉默能夠改善肥胖和糖尿病小鼠的全身葡萄糖代謝。
隨著對引起代謝疾病的細(xì)胞和/或組織中的生理攝取機(jī)制更好地理解,將不可避免地開辟寡核苷酸遞送的新方法,但其優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)需要仔細(xì)評估。
寡核苷酸化學(xué)
寡核苷酸化學(xué)的進(jìn)展和高度優(yōu)化的具有化學(xué)修飾的核酸組合,有助于設(shè)計(jì)改進(jìn)和可預(yù)測的ASOs和siRNA的PK和PD特性。通過使用高通量分析來確定最佳靶序列,并測量寡核苷酸位點(diǎn)特異性修飾對代謝穩(wěn)定性、免疫反應(yīng)和對核酸酶降解的抵抗力的影響,這一領(lǐng)域取得了進(jìn)展。此外,基于修飾 RNA的晶體學(xué)數(shù)據(jù)的作用機(jī)制和結(jié)構(gòu)信息,單獨(dú)或沉默復(fù)合物的關(guān)鍵成分復(fù)合(即在種子區(qū)域、中央切割位點(diǎn)和 N 末端、PAZ、MID和 Ago2 的 PIWI 結(jié)構(gòu)域),允許采用細(xì)致入微的方法來優(yōu)化寡核苷酸和 Ago2 之間的區(qū)域特異性相互作用,從而提高 siRNA 功效并減少脫靶相互作用。使用位點(diǎn)特異性修飾進(jìn)一步優(yōu)化 RNA 誘導(dǎo)的沉默復(fù)合物 (RISC) 加載、siRNA 鏈選擇和脫靶 RNAi 活性可能會進(jìn)一步降低給予的 siRNA 劑量和化合物相關(guān)的毒性。
此外,輔料化學(xué)品或藥物產(chǎn)品和代謝分解毒性的個(gè)別驗(yàn)證對于減少它們在靶組織和非靶組織中的積累非常重要。負(fù)責(zé)將修飾的寡核苷酸內(nèi)化到細(xì)胞中并從內(nèi)體逃逸以到達(dá)其在胞質(zhì)溶膠或細(xì)胞核中的分子靶點(diǎn)的機(jī)制的其他組件知之甚少,并且核苷酸修飾對這些過程的影響尚未得到徹底研究。因此,對負(fù)責(zé)細(xì)胞攝取和寡核苷酸內(nèi)吞體逃逸的關(guān)鍵蛋白的表征應(yīng)有助于基于結(jié)構(gòu)的信息生成,并使高通量篩選分析能夠識別影響這些過程的優(yōu)化修飾寡核苷酸模式。
適應(yīng)癥選擇
利用人類基因數(shù)據(jù)提供的信息來預(yù)測治療效果的大小以及預(yù)見長期靶點(diǎn)抑制可能產(chǎn)生的不利后果,從而指導(dǎo)候選靶點(diǎn)的選擇。目前已獲批準(zhǔn)或處于后期開發(fā)階段的大多數(shù)寡核苷酸療法都針對具有疾病因果關(guān)系的人類遺傳證據(jù)的基因。人類基因數(shù)據(jù)將繼續(xù)在指導(dǎo)候選藥物開發(fā)決策方面發(fā)揮重要作用,因?yàn)樵谠S多情況下,識別具有LOF突變的個(gè)體已經(jīng)正確預(yù)測了藥物抑制的安全性和表型效應(yīng)(例如,PCSK9 )。對預(yù)測 LOF (pLOF) 變體進(jìn)行分類的人類遺傳變異數(shù)據(jù)庫不斷增長,這為研究終身減少基因劑量的影響、確定相應(yīng)的疾病生物學(xué)并評估其治療靶向、療效和安全性的潛力提供了機(jī)會。
然而,重要的是要注意,靶點(diǎn)可以耐受寡核苷酸治療的藥理學(xué)抑制,但不能耐受基因失活,因?yàn)?nbsp;pLOF 變體經(jīng)常影響所有組織,而 siRNA/ASO 的靶點(diǎn)抑制在組織分布和持續(xù)時(shí)間上有所不同。因此,在胎兒發(fā)育過程中和“脫靶”組織中更好的理解基因功能將有助于拓寬疾病靶點(diǎn)的選擇范圍。此外,可以通過調(diào)整ASO/siRNA 從而使靶基因表達(dá)降低 50-98%,表明它們在雜合變體對疾病有益但純合 LOF (hLOF) 變體有害的情況下是有效的。最后,分析不斷增長的基于基因和/或基因組群體的上位(基因-基因)相互作用數(shù)據(jù)庫,將提供機(jī)會來識別遺傳變異和被另一個(gè)位點(diǎn)的變異掩蓋或增強(qiáng)的基因,這可以識別新的藥物靶點(diǎn),并可以預(yù)估聯(lián)合寡核苷酸治療代謝性疾病的有效性和安全性。
聯(lián)合療法
到目前為止,只有單獨(dú)寡核苷酸療法被評估可以用來治療代謝性疾病。ASO/siRNA遞送的最新進(jìn)展產(chǎn)生了藥物劑量問題和脫靶效應(yīng),使得理論上可以使用針對多種途徑的聯(lián)合RNA治療或在共同途徑中靶向多個(gè)基因,從而獲得更大的療效。例如,通過結(jié)合靶向HAO1和LDH的siRNA,可以更好地減少草酸排泄。
另一個(gè)不同的siRNAs協(xié)同可能影響代謝途徑的例子是HSD17B13和PNPLA3的基因變異,它們與慢性肝病相關(guān),但似乎也通過基因相互作用影響ALT和天冬氨酸轉(zhuǎn)氨酶(AST)水平,以及肝臟疾病表型。從生化角度看,它們在代謝脂滴中的生物活性脂質(zhì)物種方面可能具有協(xié)同作用。
最后,眾所周知,BP 和 LDL-C 升高與缺血性心臟病、中風(fēng)和血管疾病相關(guān)死亡率的風(fēng)險(xiǎn)增加有關(guān),目前的治療方案強(qiáng)調(diào)了降低血壓和血脂的聯(lián)合方法來減少心血管疾病的危險(xiǎn)。因此,未來的研究有必要調(diào)查長效降脂和降血壓的寡核苷酸聯(lián)合療法是否優(yōu)于傳統(tǒng)療法。
RNA剪接
一個(gè)很大程度上未開發(fā)的領(lǐng)域是 RNA 剪接在代謝調(diào)節(jié)中的作用。大多數(shù)人類蛋白質(zhì)編碼基因產(chǎn)生不止一種轉(zhuǎn)錄物;然而,人們對蛋白質(zhì)同種型的功能作用知之甚少。此外,在定義外顯子-內(nèi)含子邊界和剪接機(jī)制識別的調(diào)控序列中,影響基因剪接的突變可能構(gòu)成致病突變的10-30%。單獨(dú),用于調(diào)節(jié)前 mRNA 剪接的寡核苷酸已獲 FDA 批準(zhǔn),用于治療脊髓性肌萎縮癥和杜氏肌營養(yǎng)不良癥。
代謝相關(guān)疾病中選擇性mRNA錯(cuò)誤剪接的一個(gè)例子涉及核受體共受體(NCoR),它通過招募染色質(zhì)修飾酶HDAC3,介導(dǎo)核受體的抑制,如甲狀腺激素受體、LXR和過氧化物酶體增殖物激活受體。激素和營養(yǎng)信號可以影響NCoR的選擇性剪接變體的產(chǎn)生,從而發(fā)揮相反的轉(zhuǎn)錄效應(yīng)。
例如,NCoRω 亞型抑制脂肪細(xì)胞分化,而 NCoRδ 增強(qiáng)脂肪細(xì)胞分化。小鼠的果糖喂養(yǎng)將NCoRω的肝臟表達(dá)轉(zhuǎn)變?yōu)镹CoRδ,這使它們易患飲食誘導(dǎo)的糖尿病。另一個(gè)例子涉及 RNA 結(jié)合蛋白 Fox-1 同源物 2 (RBFOX2),它控制在與糖尿病性心肌病相關(guān)的心臟功能中具有重要作用的基因選擇性RNA剪接。盡管RBFOX2 選擇性剪接活性較低,但糖尿病患者心臟中的 RBFOX2 表達(dá)增加。在糖尿病患者的心臟中產(chǎn)生阻斷 RBFOX2 介導(dǎo)的可變剪接的RBFOX2顯性負(fù)同工型,與野生型 RBFOX2 相互作用并抑制 RBFOX2 靶標(biāo)的可變剪接。值得注意的是,顯性負(fù)RBFOX2表達(dá)是糖尿病患者特有的,可導(dǎo)致糖尿病患者的心臟早期致病。這些例子突出了開發(fā)靶向剪接治療心臟代謝疾病的治療方法的潛在機(jī)會。隨著我們更好地了解錯(cuò)誤剪接事件以及剪接異構(gòu)體在正常生理和代謝疾病中的功能作用,這種策略可能會獲得進(jìn)一步的發(fā)展。
5.小結(jié)
隨著越來越多的寡核苷酸藥物被成功研發(fā)以及后期臨床試驗(yàn)的相繼開展,RNA沉默寡核苷酸療法不斷發(fā)展成為臨床現(xiàn)實(shí)。這種療法基于一個(gè)強(qiáng)大的多功能平臺,以獨(dú)特的行動模式和廣泛的能力來作用于一些不可成藥的靶點(diǎn)。寡核苷酸療法的安全性和有效性已在最近幾種心血管和代謝疾病適應(yīng)癥中得到證實(shí),使得基于siRNA的FH、肝卟啉癥和原發(fā)性高草酸尿癥的療法以及基于ASO的高乳糜微粒血癥療法獲得批準(zhǔn)。目前正在進(jìn)行更多的臨床試驗(yàn),這些試驗(yàn)可能會改變高血壓、CVD 和 T2DM 的治療標(biāo)準(zhǔn)。
寡核苷酸療法在肝外源性代謝性疾病領(lǐng)域的進(jìn)一步擴(kuò)展將依賴于將藥物輸送到脂肪組織、肌肉、心臟和胰島的創(chuàng)新解決方案。這些重要的挑戰(zhàn)可以通過工業(yè)界和學(xué)術(shù)界的共同努力,以及分子生物學(xué)、免疫學(xué)、藥理學(xué)和化學(xué)領(lǐng)域的跨學(xué)科方法來得到最好的解決。最終,這些研究成果將為更多無法治療或管理不善的疾病提供更有效的治療方法,并進(jìn)一步促進(jìn)對精準(zhǔn)基因醫(yī)學(xué)更為深入地探索。相信在不久的將來會有更多基于寡核苷酸的療法問世,為相關(guān)疾病患者帶來福音。
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論新時(shí)代醫(yī)療衛(wèi)生信息技術(shù)和大數(shù)據(jù)應(yīng)用發(fā)展及未來
2024年健康行業(yè)市場發(fā)展現(xiàn)狀及未來發(fā)展前景趨勢分析
網(wǎng)址: Nature:寡核苷酸療法治療代謝類疾病最新進(jìn)展及未來趨勢 http://www.u1s5d6.cn/newsview159670.html
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