過去幾年，腺相關病毒（Adeno-associated viral，AAV）在治療神經系統疾病的研究取得了許多進展。臨床前研究中，AAV已成功將轉基因編碼治療性蛋白、microRNA、抗體等轉運到中樞神經系統中，能夠靶向多種組織和細胞類型，如神經元、星形膠質細胞、少突膠質細胞。而且，早期人體臨床試驗也已證明其在帕金森病(Parkinson disease, PD)、脊髓性肌肉萎縮癥（spinalmuscular atrophy，SMA）等疾病中的安全有效性，也初步表現出了基因表達的持久性。

近日，美國University of California–San Francisco的學者在《nature reviews drug discovery》上發表綜述，討論了設計和應用腺相關病毒AAV治療神經系統疾病的關鍵點和挑戰，指出了具有應用前景的靶點和臨床試驗進展。

1、AAV治療神經系統疾病的靶點

隨著單基因遺傳性神經系統疾病發病機制的研究進展，適合基因治療的靶點也隨之出現。通過AAV實現疾病治療的原理一般是通過替代喪失功能的基因或沉默功能異常增強的基因，如替代SMA患者的運動神經元存活基因(SurvivalMotorNeuron,SMN)，沉默脊髓側索硬化癥ALS患者的超氧化物歧化酶1SOD1或亨廷頓氏癥患者的亨廷頓蛋白HTT。一些AAV基因治療有前景的分子靶點見下表。

（圖片來源：Nature Reviews Drug Discovery）

2、AAV基因治療的給藥途徑

要實現向中樞神經系統給藥，有多種給藥途徑。以下幾種途徑均成功實現了AAV基因治療藥物的傳遞，如腦實質內給藥（IPa）、鞘內給藥（IT）、腦室給藥（ICV）、軟膜下給藥和靜脈給藥（IV）等。這種一步到位治療神經系統疾病的方式能提供持續的藥效和有效性，對復雜的中樞神經系統疾病的治療非常值得關注。雖然腦實質給藥的早期臨床試驗沒有實現藥物在目標腦區的定位分布，但AAV藥物轉運的研究進展已實現了轉基因的廣泛地表達。大于200名患者涵括多種中樞神經系統疾病的臨床研究已證實AAV基因治療的相對安全性。這些患者使用的給藥途徑包括腦實質內給藥（IPa）、鞘內給藥（IT）、靜脈給藥（IV）。具體見下表。

（圖片來源：Nature Reviews Drug Discovery）

3、AAV治療疾病的選擇

AAV基因治療中樞神經系統疾病要經過慎重的獲益-風險評估。關注以下幾點：關于治療靶點的有力證據；能夠安全的使藥物到達靶組織并轉導到目的類型的細胞中；足夠的藥理學效應和安全性；未滿足的臨床需求；生物標記物和臨床指標用以檢測藥理學活性和臨床結果；在疾病進展的過程中采取適合的干預手段等。

罕見的單基因遺傳病是基因治療的主要領域。神經系統、眼科等疾病領域均在臨床應用取得進展，是很好的成功范例。這些單基因遺傳疾病中AAV基因療法的成功應用和安全的表現，使得作用靶點的范圍拓展到相關遺傳風險因子和營養因子基因上。遺傳風險因子如阿爾茨海默癥的APOE靶點，藥理學靶點如帕金森氏癥的AADC。其他的非遺傳、藥理、病理生理的靶點如帕金森氏癥的營養因子，在臨床上效果甚微，可能是遞送藥物的途徑和干預的時間點選擇上還有待優化。

1.遞送途徑的選擇

選擇使用AAV基因治療的疾病和靶點時，對遞送途徑的考慮時非常重要的。在MRI引導下的直接向腦區遞送藥物取得了一些進展。臨床試驗也表明，脊髓內給藥也有較好的安全性。雖然直接給藥有一定的風險，但避開了免疫系統的作用，也不存在非靶器官分布引起的不良反應。使用鞘內給藥IT或和腦室給藥ICV需要考慮腦脊液對藥物濃度的影響。靜脈給藥IV治療兒童I型SMA取得了成功，可能歸因于中度的基因表達就可以取得足夠的臨床獲益。成人和老年人采用靜脈給藥要考慮免疫系統對AAV載體的影響。

2.安全性的考慮

在選擇合適劑量AAV之后，安全性擔憂主要來自轉基因和作用機制。大多數在臨床上取得進展的AAV多是通過基因代替的機制，適當的基因表達水平就能取得足夠的臨床獲益。基因替代的毒性主要因為其在非靶器官的表達或在靶器官過表達。例如，女性雷特綜合征患者中MECP2基因突變，而MECP2過表達會引起男孩發育障礙。小鼠模型中，MECP2過表達會引起行動障礙和學習能力損失，癲癇等。因此基因治療雷特綜合征就需要轉基因表達在很窄的治療窗。基因沉默引起的安全性風險主要源于內源性蛋白的表達、干預的時機、miRNA的表達水平、以及沉默的結果。例如，HTT蛋白參與神經形成，HTT表達紊亂很引起小鼠胚胎致死。然而，在恒河猴紋狀體區沉默HTT野生型和突變型的基因45%結果是安全的。

雖然AAV基因治療安全耐受性較好，但對基因表達水平和表達靶器官的控制仍是安全性和治療疾病選擇的考慮因素。另外，由于免疫反應的存在也建議排除已接受其他基因治療的患者。因此，未滿足的臨床高需求以及良好的獲益-風險評估仍是AAV基因治療首要考慮的因素，在已有標準治療能夠取得很好療效，而基因治療產品的安全性風險較大，潛在的風險超出獲益的情況下，建議慎重使用基因治療產品。

3.研發挑戰

臨床上治療神經系統疾病的挑戰其實不僅限于AAV的應用。生物標志物的缺失和組織活檢的限制都是評估靶點作用和藥效的因素。腦脊液生物標志物的發現和PET追蹤β-淀粉樣蛋白、tau蛋白技術使得能夠早期檢測到疾病的發生，也能夠應用于臨床藥效的檢測。

參考文獻：Gene therapy for neurologicaldisorders: progress and prospects