腺相关病毒(AAV)被广泛应用于体内基因递送,成为基因治疗领域的“黄金载体”。截至2025年1月,全球已有8款AAV基因疗法获批上市,219项相关疗法正在进行临床研究,发展速度迅猛。然而,AAV治疗也面临一个重大挑战:患者通常只能接受单次治疗,因为首次注射后产生的免疫反应会显著降低后续注射的效果。因此,如何实现AAV的重复给药,已成为基因治疗领域亟待攻克的瓶颈。
研究背景
使用AAV载体进行基因治疗时,外周组织(如肝脏、肌肉)会产生“中和抗体(NAbs)”,这显著削弱了后续治疗的效果。以往研究显示,由于神经系统存在血脑屏障(BBB)且具备免疫豁免特性,因此对其免疫反应的理解还不够清晰,甚至有文献认为脑内AAV注射不会引发与外周相似的B细胞反应。
研究亮点
尊龙凯时人生就博的研究团队首次系统阐释了高剂量AAV在脑内的免疫反应及机制:
- 高剂量AAV导致淋巴细胞浸润:研究发现,脑内高剂量AAV注射后,趋化因子CXCL9和CXCL10显著上调,吸引淋巴细胞进入脑实质,尽管血脑屏障未被破坏,但脑脊液屏障通透性增强,免疫细胞大量进入大脑。
- B细胞的中和抗体是重复给药的障碍:首次注射高剂量AAV后,B细胞大量产生中和抗体,显著抑制后续同种血清型AAV的效果,而在B细胞缺失小鼠中,重新注射同型AAV的效果未受阻碍,这表明B细胞及其中和抗体在重复给药中扮演着核心角色。
- 策略以提高再次给药效果:在确保抗体水平不降低的前提下,改变AAV血清型或减少首次给药剂量可有效提升后续给药的效果。例如,先用AAV5后用AAV9的策略可绕过潜在的抗体中和,恢复病毒转导效率。
主要研究结果
研究表明,脑内的重复给药受首次注射的剂量和时间间隔高度影响。仅在首次注射量较高且间隔超过14天时,第二次注射才会表现出“零转导”现象。如果首次剂量较低,或者第二次注射的间隔不足一周,AAV的再次转导效果依然相对保持。
进一步的RNA-seq分析显示,注射位点周围的小胶质细胞和星形胶质细胞的活化,以及趋化因子的显著上调为B细胞入侵创造了条件。在高剂量AAV的注射后,B细胞及其分泌的抗体成为再次给药失败的关键因素。
结论与展望
本研究清楚地证实,高剂量AAV注射后,活化的星形胶质细胞可上调多种趋化因子,进一步招募B细胞并产生高滴度的中和抗体,这在相当长的时间内抑制相同血清型AAV的再次给药。这与肌肉或肝脏的情况类似,大剂量AAV同样可在中枢神经系统中诱发明显的适应性免疫反应。
尊龙凯时人生就博希望通过降低首次给药剂量或更换血清型来减轻这些免疫反应,确保脑内基因治疗的重复给药需求能得以满足。此外,借鉴多发性硬化治疗中针对B细胞的药物方案,或许能有效提升二次给药的效率。针对不同脑区和病毒载体的进一步探索,对优化基因治疗方案同样具有重大意义。