重度眼疾小狗重見光明?基因療法成功再生視網膜?

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基因療法已證實能解決過去棘手重症,現在連遺傳性失明都能治療。賓夕法尼亞大學佩雷爾曼醫學院(Perelman School of Medicine)的研究團隊於日前在《Molecular Therapy》發表研究,使用基因療法成功恢復 NPHP5 突變萊伯氏先天性黑蒙症(Leber’s Congenital Amaurosis, LCA)的犬族動物上的視網膜錐狀感光細胞(cone photoreceptor cell)的結構與功能。

NPHP5 突變是最嚴重的 LCA

LCA 是一種遺傳性的罕見眼疾,約莫每 10 萬個嬰兒會出現 1 至 2 個案例,出生即有嚴重的視覺喪失,病情惡化程度依照不同突變基因有所不同,其中又以 NPHP5 突變最為嚴重。NPHP5 突變患者的視網膜會出現纖毛病變(ciliopathy),影響感光細胞中錐狀細胞與視桿細胞的功能與結構;處理低光源的視桿細胞會迅速退化死亡,而負責色彩與視覺細節的錐狀細胞不會死亡,但疾病會改變其結構並剝奪功能。

LCA 嬰兒患者因視覺失調,出生後會揉壓眼睛來刺激視網膜,所以容易出現眼球凹陷的特徵,另外還有眼球震顫、畏光、白內障、斜視、視網膜電子活動缺失、降低,或精神發育遲滯、癲癇及聽力障礙等症狀。

傳遞健康的 NPHP5 基因至小狗的單眼 

該研究主持人 Gustavo Aguirre 與 William Beltran 長期研究治療眼疾的基因療法,他們發現 NPHP5 突變 LCA 患者的視網膜錐狀細胞只是失去功能並未死亡,並推測若將正常基因傳遞進入錐狀細胞可望反轉疾病。另外,NPHP5 突變的 LCA 小狗與人類視網膜病變的一個亞種,在感光細胞的退化地區分佈與視覺喪失的過程十分相似,因此若該試驗成功,則擁有轉化人類療法的潛力。

該研究團隊挑選 9 隻 5 週大且 NPHP5 突變的 LCA 的小狗,牠們視覺已開始退化且細胞開始死亡。然後,他們將正常 NPHP5 基因透過腺病毒相關病毒(AAVs)載體傳遞進入這些小狗的單眼視網膜內。接下來,他們會使用視網膜電描記術(electroretinography)觀察小狗視網膜感光細胞接受光源的電子反應。

接受治療後,8 週內感光細胞開始再生,病情穩定長達 6 個月

結果指出,小狗的外側錐狀細胞在接受治療 8 週內開始再生,且視桿細胞停止退化,並恢復正常結構。

在 6 個月大時,他們讓小狗接受障礙賽測試。在遮起接受牠們治療的眼睛時,結果出現難以跨越障礙的情形;但拿掉遮罩後,牠們通關效率明顯提升。由此可見,該基因療法在治療後 6 個月病情仍能維持穩定,抑制 LCA 病情惡化與反轉不正常細胞恢復正常。

針對未來相關研究,Gustavo Aguirre 與 William Beltran 建議對晚期 LCA 案例進行臨床試驗,觀察成效是否與早期 LCA 一樣,並將相關研究推進至臨床試驗。

延伸閱讀:先天失明得看見?奈米結合 CRISPR 基因編輯更精準?

參考資料:
1. Molecular Therapy, 2021; DOI: 10.1016/j.ymthe.2021.03.021
2. https://penntoday.upenn.edu/news/turning-back-clock-severe-vision-disorder
3. https://rarediseases.org/rare-diseases/leber-congenital-amaurosis/#:~:text=The%20prevalence%20of%20LCA%20has,and%20females%20in%20equal%20numbers

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