返回列表 回复 发帖

USH2A———二型USHER综合症患者指南

介绍
这篇文章对于除ush2a以外基因型也有帮助

最近有幸在做一些关于二型Usher综合症(Type 2 Usher Syndrome) 的粗浅研究。其实挺有感触。好久不写科普文章了,今天就花点时间帮助二型Usher综合症患者朋友们整理一下这个领域相关的信息,适当的也可以作为患者们的指南。我还是以之前写文章的逻辑,用偏向科普的通俗语言来写一篇综述,为二型usher综合症患者介绍基因测序报告的解读方式,ush2a这个基因的作用以及由来,常见突变位点的预后分析,临床试验中以及临床前的疗法,最后以我的个人观点以及建议收尾。下文将二型usher综合症简称为usher综合症,二型usher综合症患者简称为患者。各位能看就看,视力不行看不了那我也没办法。看不懂的咱们交流请轻喷。专家学者同行来交流我不甚感激,你们都是我前辈,晚辈才疏学浅望多多指教。由于是科普性质,我不会加入引述来源(references),如果有需要,请私信,我发给您。

图片 图一



咱们首先得明确,usher综合症是个统称,或者说是一种疾病表型。这种综合症涵盖视网膜色素变性的症状,先天性退行性,或静止的中度至重度神经性耳聋,部分患者有前庭功能障碍,也就是平衡性差,部分患者有肾功能障碍。usher综合症在临床医学上分为三型,记住我们现在讲的是临床医学(clinical pathology)!!!现在是以给患者看病的大医院里的医生的视角和学术知识作为出发点。好的言归正传,一型usher综合症是最严重的,其经典症状为重度先天性神经性耳聋,前庭障碍,以及人生第一个十年高度视力退化。二型usher综合症也就是我们今天的重点,是最普遍的,拥有超过50%的usher综合症患者数量,其经典症状为中度至重度的神经性耳聋(不影响中文日常交流,但影响印欧语系语言日常交流的程度的耳聋),在人生的二十岁左右,一般二十岁前发展的视网膜色素变性,大部分情况下没有前庭功能障碍。三型usher综合症是最稀有最不常见的,经典症状为进行性直至失聪的神经性耳聋,自出生开始的视网膜色素变性症状,以及不同程度的前庭功能障碍。好的到目前为止这都是大家能在百度上搜到的信息,部分知识分子患者朋友甚至能在知网上找到相关的中文学术文献来深入了解,大部分患者朋友也能从三甲医院眼科普通门诊医生嘴里听到这些信息。但是,如果患者对于自身疾病的认知仅限于此,那就会恐慌,不知所措,病急乱投医,给各路药神白送rmb去了(我绝对没有暗指某山你们别瞎猜)。所以,我们要深入了解!要本着实事求是的态度,从学术上深入到疾病的背后,了解usher综合征的分子机理,致病机理,从自身的角度判断自己的预后,彻底消除恐惧,彻底找到方向。千万别因为学术词汇刁钻就知难而退啊!!!毕竟百度百科,谷歌学术之类的工具就放那,只要想搜想学,其实初中生小朋友都能学会这些概念的。

我相信你们一定注意到了本文的第一张图,就是上边那三个饼图(圈圈)。洋文看不懂没事,咱先看那个红的圈圈。好的莫名其妙,明明咱们在说ush2a嘛,咋圈圈里写着USH1B,USH1C,USH1D这几个唬人的名字?其实它还省略了USH1F,USH1G,USH1H,USH1K,USH1M(笑)。现在是不是更莫名其妙了?没错这几个都是导致一型usher综合症的致病基因,是通过人类基因组计划来定位出的在我们DNA上的位置(locus),这些位置和一类usher综合症发病有着直接关联。当然这些是clinvar的数据库里收录的基因名,omim数据库里有对应的搜索代码和常用人类基因名,例如USHB对应omim中的Myo7a,平常Myo7a突变的一类usher综合症患者在基因测序报告上不会看到USH1B这个名字,只会看到Myo7a,这是个基于“ACMG指南”的国际惯例。USH1B失去功能突变的患者数为九个一类usher综合症相关基因患者数的最高,占总一类usher综合症患者数的53%到63%。由于今天重点是二类usher综合症的USH2A,所以一类就先讲到这里,大家知道一下这里存在的别名(alias),以及usher综合症相关基因的概念就好。

遗传分析手段例如基因测序报告的解读
现在我们的讲述视角就不再是医生视角了,我们要切换到遗传咨询师的视角,也就是给您写基因测序报告的人的视角。我们现在再来关注上图左下角那个蓝色的圈圈,这是二型usher综合症相关基因的患者比例统计。usher综合症(现在真的要开始用简称了)由三个相关致病基因导致,分别是最常见的USH2A,占总患者数的57%到79%,其次是USH2C,对应omim数据库中的ADGRV1基因,再其次是USH2D,对应omim中的WHRN基因。到这是不是一头雾水。没事,这三个usher综合症相关基因都挺常见的,患者朋友们一定有其中一个的失去功能突变。我之后会慢慢解释,从分子遗传学的角度解释。咱们先关注重点,患者数最多的USH2A。我们再看上图右手边的粉色圈圈。中间赫然写着洋文,看不懂,没事,意思就是“USH2A致病突变”。这个洋文得记住,因为华大呀佳学呀迈基诺这类的公司给您的基因测序报告里就会有,人家必须用洋文,这是规定,您认得就好。USH2A致病突变导致的致病机理和大部分遗传病差不太多,主要是移位(frameshift),错义(missense),无义(nonsense),剪切异常(splicing),插入删除(indel)这几类。华大会直接用我标注在括号里的洋文来备注您的基因测序报告,所以还是得深入了解下。根据上图的统计,大部分情况下我列举的五种致病机理都会导致一个叫做提前终止转录密码子(PTC,Pre-mature Termination Codon)的出现,从而引起一个叫做无义突变介导的mRNA降解(NMD,nonsense-mediated mRNA decay)的现象。这个现象有什么含义呢?我们怎么知道自己的致病机理是上述的现象呢?各位请看第二张图。这是一位患者的基因测序报告,我们在这里能看到自己的致病基因,也就是USH2A。有的时候会有多个USH2A,但染色体位置各不相同,例如图二,有时会有多个不同基因,例如图三,分别为USH2A一个,IMPG2一个,也有时会看到单个USH2A,例如图四。首先我们看图二的情况。众所周知啊,USH2A遵循常染色体隐性遗传模式,也就是说,在人的一对一号染色体上(一个源自父亲,一个源自母亲)分别有一个ush2a等位基因携带一个致病突变的情况下才会发病。图二的情况是,序号一的ush2a等位基因携带一个在一号染色体216270538位置上的SNP(Single Nucleotide Polymorphism,读作“斯尼普”,医生会这么说),致病性分类为致病(pathogenic),所以可被称为失去功能突变(loss-of-function mutation),这个突变源自父亲(这里涉及患者个人信息所以我没把父母源检测展示出来),基因亚区为22号外显子(Exon.22),基因型为杂合(heterozygous,有时称为复合杂合),转录本编号里重要的信息是c.4645C>T,指的是mRNA逆转录的cDNA上第4645个核苷酸由C突变成了T,从而导致蛋白质第1549个氨基酸从Arg突变成了Ter。到这里看不懂了是吧,没事我接下来会解释。序号二的突变源自母亲。可疑的是序号三。序号三源自母亲,但致病性分类却和上面两个不一样,变成了可能致病(likely pathogenic)。这里就涉及到一个假阳性(false positive)的概念。其实序列三是一个SNP,不能算是个突变,因为各种致病性分析都无法确定其致病性,而且蛋白质结构并未受到显著破坏,之前列举的五个致病机理也能排除,大部分数据库里也未收录相同的情况,这类SNP我们可以直接忽略。大部分情况下,常染色体隐性的患者只携带两个致病性明确的突变,一个父源,一个母源。尤其对于USH2A这么大的基因来说,携带两个以上致病性明确的突变的概率极低,几乎和彩票中奖差不多。我们再来比对于下图四的情况。图四只有一个USH2A序号,致病性分类为意义不明(unkown),根据我们之前介绍的先决条件,我们知道这必然是一个假阳性SNP,于是图四的报告就是无效的,本次基因测序未找到致病基因。同理,我们再来看图三的案例。图三的患者测出了两个基因,序号一是USH2A,致病性分类为可能致病,然而根据“父母各一个”的原则判断,这是个不会致病的SNP,注意我这里没有说它是个假阳性,因为不能排除其破坏了蛋白质结构。但我们可以知道母亲的USH2A拷贝是绝对完好的,所以我们忽略序号一。序号二是IMPG2,转录本编号一栏我们注意到“>”符号不见了,变成了个del,这代表洋文中的delete,在cDNA的3382号位置缺失了一个C,导致了转录本的移位,从而引起了NMD现象。基因型一栏我们也发现了不同,和之前普遍出现的杂合不同,图三的案例变成了纯合(homozygous)。父母源检测确定,且父母非近亲通婚的情况下,这是概率很低的事件,但并不代表不会发生,临床上有时还是会见到这样的案例的。致病性分类为可能致病,和图二的致病不同,可能致病的致病性等级较低,但遗传分析师会通过临床结合分子遗传学手段来确定其致病性,例如构建细胞模型或做MiniGene,这个在北美的测序公司例如TCAG都会免费做,但国内似乎收高价但偷工减料直接省略。图三案例中,IMPG2是致病的,所以图三的患者临床表型为视网膜色素变性56型,并非Usher综合症。



图片图二





图片图三



图片

                                                       图四



到这里为止,我相信患者朋友已经具备了和医生交流的基础知识,包括如何判断是否检测出致病基因,如何判断致病性,如何判断自己是否是Usher综合症。由于其它两个导致二型Usher综合症的基因较不普遍的原因,我并没能找到检测出ADGRV1和WHRN的患者测序报告。如果有患者朋友是这俩基因的,可以留言给我,我补进文章里。基因测序报告在大部分情况下只有我截图出来的信息是有用的,但有时我们也必须参照“主要检测结果”下方的介绍文字。大部分情况下这些文字所包含的信息都过于简短,并不具备实际的临床预后判断以及潜在疗法信息。经验丰富的专家主任级眼科医师会在问诊后查阅数据库,或者在部门开会讨论文献,并征询遗传科室的意见,综合考虑后在随访或复诊时给出患者建议。这些具备价值的建议包括预后判断(prognosis),也就是大家最关心的会不会瞎,多久瞎,能不能吃辣,能不能打疫苗,能不能做白内障手术之类的建议。另一类建议包括同情给药,参与国内临床试验中疗法的选组,联系海外科研机构或盈利机构来转介到海外参加临床实验或科研性质的治疗。我相信这是一个负责任的医师愿意尽力去做的事情,同时我也在努力为患者朋友做这些工作,公益性质的。我会在下文专门写一个片段细谈临床实验方面的信息。

USH2A相关的分子生物学与遗传学基础知识
看上文的时候我相信大家或多或少会感到迷茫,因为学术词汇太多,陌生概念太多。接下来我们要详解这些概念和学术词汇,这将会是本文最长的一个片段,实在不感兴趣的您就跳过。

图片



                                                            图五



USH2A,蛋白质产物名称叫“Usherin”,是一个非常大的基因。这个基因的转录产物有两个,一个是较短的外泌isoform,由22个外显子组成,另一个是较长的isoform,比前一种还多了51个外显子。人类细胞在进化过程中发展了pre-mRNA切割的机理,这可以让我们有限数量的基因表达出大量的不同功能的蛋白质产物,从而丰富我们的身体构造并奠定我们食物链顶端的地位。USH2A也不例外,这个基因有的两个蛋白质产物,一长一短,分别负责不同的生理功能。我们主要关注长的那个蛋白质产物,因为它在视网膜以及内耳有大量的表达,代表它负责很大一部分的听觉和视觉功能。直观感受就是图六的两串像珠子一样的东西。USHERIN ISOFORM A就是那个短的,USHERIN ISOFORM B就是长的,每种不同颜色形状的珠子代表蛋白质上的一种功能领域(functional domain)。这里每一个功能领域都非常重要,关系到蛋白质的鲁棒性(robustness),言下之意就是,任何一个功能领域因为基因突变导致了损坏,都很有可能使整个蛋白质产物失去原本的功能。那么问题来了,功能领域和外显子有啥关系呢?其实可以这么理解,外显子是DNA层面上的区域概念,通常称为基因亚区,而功能领域是蛋白质层面上的区域概念,一个功能领域可能包含很多个外显子,一个外显子也可能就是一个功能领域。那么这又和突变有什么关系呢?在DNA层面上的突变会经由mRNA,直接影响蛋白质功能。蛋白质相当于造眼睛这栋大楼的砖头,USH2A基因相当于大楼的图纸,图纸突变出错,就会导致眼睛这栋大楼的蛋白质砖头少垒那么几个或者垒错那么几个,导致的后果就是楼塌掉。直观感受请看图七。光是蛋白质上的35个FN3功能区域就存在这么多的突变,超过一半还是致病性的,可想而知USH2A的突变热点区有多少。我取的还是2004年的研究数据,就当时就已经发现了1500个左右的恶性USH2A突变,当今发现的绝对比2004年多。这个图纸本身太精密,太容易出错,也难怪造的大楼塌得多。

  图五的A小图是一个简易的细胞结构图。下边这个像话筒一样的细胞就是感光细胞。注意我这里并没有说这一定是个杆细胞。上边顶着的帽子就是个视网膜色素上皮细胞(RPE)。我们主要关注下边的感光细胞,因为usher综合症主要影响感光细胞。这个像话筒一样的感光细胞分为上面的话筒部分,也就是外部区(outer segment),下面像把手一样的是内部区(inner segment)。外部区和内部区中间有一个连接处,这个东西叫做连接纤毛(connecting cilium)。这个东西特别重要,我们看B小图,这是连接纤毛的放大图。我们能看到中间有个圆柱状物,圆柱状物中间又有两根像面条一样的黄色杆子,周围有一层红的一层蓝的,这两层东西叫periciliary membrane complex,我们主要就关注这层红的。我们看C小图和D小图,前者是纵切面,后者是横截面,横截面上能看到一个个像卡扣一样的红色长方形块固定着中间的连接纤毛,红色的长方形块就是Usherin,也就是USH2A的蛋白质产物,而固定住红色方块的那层蓝色的玩意就是ADGRV1和WHRN,也就是另外两个导致二型usher综合症的基因所表达的蛋白质产物。现在能明白为啥USH2A/ADGRV1/WHRN三个基因任意一个突变都会导致usher综合症了吧。因为这三者形成了一个脚手架,为了固定住感光细胞外部区和内部区中间的那根柱子,不让整个细胞断掉或者折了。中间的连接纤毛如果坏了,那外部区和内部区的细胞间质交换就会受阻,内部区的细胞工厂造出的视紫红素(rhodopsin)无法及时送到外部区的细胞表面,从而导致细胞生理活动一直受限,细胞总是处在压力状态下,导致病变。我们现在看图六,中间的黄框展示的是分子间相互作用。我们现在熟悉的三个二型Usher综合症相关基因的蛋白质产物组成了一个支撑连接纤毛的脚手架,这个脚手架必须固定在大楼坚固的承重墙上,这个坚固的承重墙就是我在文章开始时介绍的那么多一型Usher综合症相关基因的蛋白质产物。如果承重墙都坏了,脚手架还能有半点用处?这也就是为什么一型usher综合症远远比二型usher综合症来的更严重,预后更差,发病更早的原因。说到底,usher综合症就是个细胞纤毛结构疾病,和很多肾病一样。Usher综合症严格来说不能算是一种视网膜色素变性,只是一部分症状很像而已。学术界对视网膜色素变性普遍的理解是细胞新陈代谢上的问题,而usher综合症是个细胞纤毛结构的问题。遗憾的是我们目前仍然不知道为什么usher综合症主要影响杆细胞,进而影响锥细胞,这还是个迷。

  说完了视力退化的原因,我们再来深入理解下听力为什么也会受到损害。大家经常会听到医生说眼睛和耳朵在发育上是同源的,没错,在胚胎发育中,内耳,眼底以及视神经本身就是由同一个外胚层前体发育出来的,所以视网膜和耳蜗在很多细胞作用中非常类似。请看图五的E小图。声波的动能是经由耳毛细胞(hair cell)的震动转化为生物电信号的。左边的图是一个出生后正在发育中的耳毛细胞,右边的图是一个大约十岁后已经发育成熟的耳毛细胞。耳毛细胞的上面有三根斜着的小管(microvilli),由上边和下边两根像绳子一样的东西捆着,这个下边的绳子就是由USH2A/ADGRV1蛋白质产物组成的一个踝部连接(ankle links)。这个连接非常重要,上面的小管跟着听小骨传导到耳蜗的声波震动,从而使表面的一个个膜通道蛋白在物理作用下开合。每次打开,就会有细胞外部的带电离子进入细胞内部,突破细胞的动作电位(action potential),从而发射一个电脉冲到大脑的听觉中枢。如果长时间暴露在高分贝噪音下,这些踝部连接会逐渐失效,从而导致耳毛细胞对于部分音频的感知能力下降,听力也就会下降。Usher综合症患者先天就有这个踝部连接的问题,所以听损的症状和长时间暴露高噪音很像。耳毛细胞的数量在胚胎发育时就确定好的,后天不会再长,所以听力损失是不可逆的。

  我们别忘了USH2A的蛋白质产物有俩,目前我们都在讨论长的那个,短的那个也很重要!短的那个蛋白质产物在睾丸,大小肠,尿道和嗅觉细胞中都有表达。凡是有纤毛结构的细胞组织都极有可能因USH2A部分突变导致功能损害。早在1999年就有usher综合症导致精子质量下降,年龄相关嗅觉退化方面的记录。这些还得从基因测序报告中具体情况具体分析。患者应该随时注意自己整体的健康情况,不能仅仅关注视觉和听觉。





图片



                                                                       图六

图片



                                                                           图七





常见突变位点的预后分析
  看完了USH2A的分子生物学和遗传学基础知识,接下来就可以应用到预后判断上了。但在接触更多学术概念之前,我们先要明确一个大前提。就像前面说的,预后判断中很大的一个决定性因素是蛋白质结构的鲁棒性。USH2A的蛋白质产物Usherin作为一个支撑感光细胞的连接纤毛的脚手架,其实比现实生活中的脚手架要复杂的多,有点像是一个有着重力感应器,减震器,天气预警系统的高科技脚手架。较长的那个Usherin具有几个和承重墙连接的关节部位,分别是和纤连蛋白(fibronectin)连接的FN3区域,和四型胶原蛋白(Type 4 collagen)作用的LE区域,一个非常重要的LamGL(LamG-like jellyroll fold domain),最后还有个穿膜区域(TM,transmembrane domain)。当然还有其它的功能区域,但我列举的这三个是突变热点区最多,且功能最重要的。这些功能区域背后涉及非常非常多的细胞分子生物学基础知识,细胞外结构(ECM,extracellular matrix)是一个非常庞大的课题,我光是学习就花了整整一年,所以在这里肯定是介绍不完的,大家知道这些很重要就行。着几个功能区域就占据了百分之九十的USH2A外显子基因亚区。之前所说的NMD现象就和这里的逻辑连上了。其实不难理解,mRNA的转录就像您抄写圆周率。圆周率这么长,您得一个一个数字看着抄下来,RNA聚合酶2(RNA polymerase II)也不例外,它也是一个一个核苷酸一看,然后给抄下一个核苷酸单元。您要是看岔了一个数字,那完了,这圆周率无论精确多少位,都是错的,RNA聚合酶2也是,它有的时候会看错,也有时候本身您的基因就存在突变这个错误,导致RNA聚合酶2提前给您的USH2A的mRNA转录画了个句号,生产了半截的mRNA。大部分时候,这都会导致mRNA的保质期很短,往往刚转录出来就降解了,同时蛋白质产量也会少并只有半截,很大一部分我列举的功能区域就丢失了。通常情况下,NMD导致的提前终止转录越早,也就是突变位点越靠近1号外显子,也就是蛋白质刚开始的地方,蛋白质功能越不全,病程发展速度越快,预后越差。记住我指的是通常情况下,接下来我会用具体的临床案例给大家举例说明。

二型Usher综合症很奇怪,有的时候是听力视力都退化的很快,有的时候是视力完好但听力很差,也有的时候是终生不进展,一千个患者有一千种不同的发病速度和预后,但或多或少我们可以通过已有的临床跟踪案例,结合分子遗传学知识来猜测一下预后。

2015年,Lenassi博士发表了一个非典型二型Usher综合症病例的文献。这个中年女性患者至少携带了一个ush2a c.2276G>T,p.Cys759Phe (rs80338902)的错义突变。奇怪的是,这个患者仅仅只出现了静止的视网膜色素变性症状,眼电生理图(ERG)显示了还算可以的感光细胞功能,视野损失不严重,重要的是,听力与正常人无异。我可以明确的告诉患者朋友们,这个案例的当事人的确是USH2A杂合失去功能突变,确确实实的二型Usher综合症,然而由于她两个拷贝中的一个,也就是上文列举的那个位点,保留了绝大部分蛋白质功能,所以直到中年都处于轻症的状态。而作为对比,同期入组的另一位患者至少携带了一个c.2999delG的突变位点,其导致的位移使蛋白质结构直接截短至原先的十分之一。这位患者的听力损失等级为重度,ERG图像显示的30Hz闪频下17uV相较于上一位患者的2.7uV有着相当大的差距。这证明了预后判断最根本的切入点在于蛋白质功能和结构判断。不同突变位点的患者会有不同程度的症状。



图片



                                                               图八



援引温州医科大学和北京中央医学院的一组统计数据,请看图八。本次统计总计284名确诊二型usher综合症患者,全部基因测序明确。总计检测到了530个不同的突变位点,分布在整个基因的所有区域。对于没有出现听损的二型usher综合征患者(以下简称nsRP,non-syndromic RP),其突变热点(hotspot),也就是致病突变最集中的地方是43号外显子。然而出现了听损的二型usher综合症患者(以下简称USH2,二型usher综合症),其致病突变热点区域为13号外显子。虽然A小图可能看不太清楚,从上到下依次为1号外显子到72号外显子,红色为USH2突变数量,蓝色为nsRP突变数量,可以显著看到nsRP和USH2的突变热点区域分布完全不同。以这张图作为一个参考,各位患者朋友可以按照自己的基因测序报告上显示的基因亚区来初步判断自己的预后,并及时和主治医师讨论。从D小图我们可以看出,第15个FN3功能区域对于nsRP和USH2同时有着最高的,出现失去功能突变的概率。这从侧面印证了位于21-23号外显子中的突变位点具有相当高程度的致病性,但表型需要更多信息来判断。

预后判断需要基于基因测序报告。在基因测序报告的解读那一段里,我并没有提到患者朋友们热议的双基因突变或多基因突变的致病机理。我没有提到的原因是,这真的很稀有,同时也不好判断,需要分子生物学实验验证。下面就是一个典型的双基因突变导致usher综合症的例子。

一位19岁的中国患者,自从10岁起出现夜盲,并有两对致病基因位点被检测出。请看图九患者编号42474243。该患者同时携带两个失去功能突变的基因,分别为USH2A和EYS。各种致病性分析手段都给出了较高的致病性等级。该患者情况极为罕见,预后相对单基因突变要差一些。

患者编号43763920是一位18岁女性usher综合症患者,携带母源USH2A致病突变和一个致病性意义不明的母源CDH23突变。 尽管文献中将该CDH23突变定性为致病性明确,但我个人主观认为,下结论为时尚早。这位女生在17岁出现了经典的usher综合症症状,包括先天性听损,17岁左右开始的RP。临床表型作为一个判断依据,说服力依旧不足,因为不能排除有未检测到的第二个父源USH2A致病突变。CDH23有可能是一个SNP。



图片



                                                                        图九



看过了这几个病例以后,我相信患者朋友对于预后判断有了基础的理解,也掌握了一定的和医生或遗传咨询师交流的能力。患者朋友们在与医生交流时需要注意的重点是,致病性是否明确,是否有文献或病例支持,蛋白质功能,以及突变与临床表型之间的联系。



潜在疗法与个人观点
患者朋友们最关心的话题就是,usher综合症是否有希望治愈。我的答案是,将来一定会有,而且不是延缓或者阻止病情发展,而是完全治愈或使视力超越常人。现阶段有大量针对RP的疗法概念,一定数量的临床研究,少数的上市疗法。本段我会给大家一一列举对于usher综合症患者有意义的疗法和进展,本段对于非USH2A失去功能突变导致的usher综合症,或其它基因型的RP都有参考价值。部分信息援引自微信公众号“RP之光爱心联盟”。

根据当今学术界的共识,usher综合症的疗法可分为两大类:针对USH2A的特效疗法,或不针对USH2A的广谱疗法。

首先介绍针对USH2A的特效疗法。这类疗法的最终目的在于调节细胞内的USH2A基因和Usherin表达量。具有代表性的疗法思路是基因疗法(gene therapy)。基因疗法的概念自提出以来距今已有50年,主要是将遗传物质,例如完整拷贝的USH2A基因注入细胞内部,替换原先失去功能突变的USH2A基因,从而恢复细胞功能。由于眼球内免疫豁免环境(immune privilege)的原因,眼内基因疗法相较身体其他组织有与生俱来的优势。插入或敲除基因片段的过程出错率较高,有引发癌症的风险。眼内注射基因疗法药物能够最大程度上防止药物外溢,将治疗风险最小化。

以Sparks生技公司为代表的腺相关病毒载体基因替代疗法(AAV, adeno-associated virus)的基因疗法,Luxturna,已在2019年获批上市,作为RPE65突变导致的Lebers先天黑朦的特效药而受到广泛关注。遗憾的是,Sparks公司所用的AAV载体装载容量上限为4.7kb,而USH2A基因长度为15.6kb。为了解决这个问题,2018年的研究创造了一种三AAV载体系统,将装载容量上限提升到了14kb,依旧无法容纳USH2A这个超大基因。而且,其转染效率只有Sparks公司的载体的40%,不具备疗法化的能力。半年前,Maddalena博士的课题组改进了他们的三AAV载体系统,使用intein作为剪切诱导,使表达出的蛋白质自身具备将自己拓展成完整蛋白质的能力。这项技术已经在动物实验中验证了对于ABCA4和CEP290突变导致的RP具有治疗意义。遗憾的是,这类疗法在五年内不会有显著进展。

近年来装载容量更大的慢病毒载体(lentiviral vector)正逐渐被资本关注,作为AAV的替代品来递送USH2A。虽然不是USH2A相关的临床实验,但是慢病毒载体已经在导致一型usher综合症的Myo7a基因上展开临床1/2期实验(NCT01505062)。这项慢病毒载体的名字是EIAV-based Lentiviral Vector UshStat。遗憾的是,这个载体也只能容纳9kb的装载上限,而且,临床实验中期曝光出了严重炎症不良事件。所以,我个人对此项技术五年内不抱期望。

非病毒类纳米载体(nanoparticle)是近十年来的焦点技术。纳米载体能够装载20kb的基因容量,且可装载多元物质。纳米载体CK30PEG(polyethylene glycol-substituted polylysine)在鼠类实验上实现了ABCA4的cDNA的递送。后续实验表明其中靶率不如病毒载体,所以纳米载体技术仍然处于改良研究中。我个人对此技术五年内不抱期待。

针对USH2A的CRISPR/cas9体内基因编辑技术是近年来各大药厂重点关注的领域,以EDITAS公司为首的第一梯队已经在一周前实现了世界上第一例体内基因编辑实验,但不是USH2A的治疗。Fuster-García实验室在2017年实现了细胞模型中体外基因编辑,修正常见USH2A突变位点c.2276G>T, p.Cys759Phe (rs80338902),但由于另一个位点的修正存在较大误差,于是该实验我个人持保留态度。对于体内基因编辑技术在USH2A上的应用,我个人保持十年内转化为产品的希望。

针对特定USH2A突变位点的小分子药物。以TRID(translational read-through drugs)为主要代表的小分子药物可以结合到引发NMD现象的DNA区域,使转录过程中RNA聚合酶II跳过该终止密码子,从而保存mRNA完整性,表达具有完整功能的Usherin。该疗法思路已在2011年在Goldmann课题组的努力下完成了针对USH1C的细胞模型内验证,有望近年发展成为个性化定制疗法。PTC124小分子药物已经在Neuhaus课题组的努力下获批了FDA和EMA的孤儿药许可(2019年)。我个人对此类技术保有信心,但是对于普通患者来说,这类个人定制疗法的资源极其难获得,需要相当高的财力和跨国界的人脉。

反义寡核苷酸(antisense oligonucleotide)疗法思路被目前的学术界认为是最适合针对Usher综合症的疗法。以ProQR公司为代表的产品QR-110是一种反义RNA,通过结合pre-mRNA剪切点来修正剪切突变导致的外显子缺失或假外显子插入。该产品正在临床三期,以获得许可的药名Sepofasen,专用于CEP290基因的c.2991+1655A>G位点,不符合该条件的患者无法使用。ProQR公司用同样的思路开发了新的针对USH2A的治疗药物QR-421a,意图跳过突变热点区13号外显子,从而最大限度保留蛋白质功能。QR-421a正在临床三期前准备。有突变位点位于13号外显子的患者朋友,有条件的情况下可以申请入组临床三期实验,尽早治疗。该疗法不确定性在于是否需要每一年或两年重复注射。该疗法有望五年内引入亚洲市场。

接下来介绍不针对USH2A的广谱疗法。所谓广谱疗法,指的是不限制基因型和患者群。USH2A突变的患者能使用,RPE65的患者也能使用,CEP290的患者也能使用,年长的能用,年轻的也能用。

神经保护与营养(neuroprotective)是目前医学界主打的眼底退行性疾病治疗思路,该思路主要为延缓疾病恶化进展,不具备治愈能力。RdVCF(rod-derived cone viability factor)较早前已经证明了具备延缓视锥细胞凋亡的能力。RdVCF主要由视杆细胞生产并胞吐到视锥细胞,从而加强视锥细胞的葡萄糖获取能力,加快新陈代谢。CNTF(ciliary neurotrophic factor)也已证明能够延缓感光细胞凋亡。目前,体内移植NTC-201细胞来释放CNTF的疗法已经进入临床二期(NCT00447980)。该疗法更适合发病初期患者。个人预计有望  五年内得到进展数据,目前持保留态度。

光遗传学疗法(optogenetic)是近年来资本推崇的疗法思路之一。以GenSight为代表的GS030产品能够在大量的视网膜神经节细胞(RGC)中表达由AAV2递送的一种藻类光感基因,通过异位表达(ectopic)使全盲患者恢复光感。该疗法需要特制辅助设备来达到功能。该疗法已在临床1/2期,但由于数据过少,个人持保留态度。其次使以Bionic Sight公司为代表的光遗传学疗法。目前的四名入组全盲患者已经具备光感与动态感知,详情参见微信公众号。光遗传学疗法仅限全盲患者使用,目前的问题在于其恢复的视力是否是有效视力。救我个人而言,如果世界只有平面感,单一色彩,没有视觉中心,那一切都会变成单调的几何图形,这样的视觉还不如没有。

体内再生疗法(in vivo regenerative medicine)多数处于理论研发过程中,属于未来生物科技的范畴。其主要思路在于,将具备分化特化能力的静止多能细胞,例如视网膜祖细胞,Muller神经节细胞等诱导进入细胞周期,使其最终特化为感光细胞或视网膜色素上皮,补充凋亡损失后的感光细胞。国内以武汉科技大学的姚凯教授的课题组最广为人知。海外以Endogena公司的疗法最受资本市场关注。体内再生疗法具备治愈能力,不同于以上介绍的延缓战术,再生疗法侧重进攻,使患者恢复正常视力或超越平均人类视力。

免疫环境调节不在此讨论。

总结
这篇usher综合症患者指南很早就想写了,但一直没有时间。usher综合症不是小病,这是个需要耗费半生精力与之对抗的敌人。患者抗击这个敌人的武器只有科学,任何牛鬼蛇神,故作玄虚,搬弄概念的所谓专家或药贩都只是在阻碍患者的抗争。usher综合症需要早发现,早干预。由于我不持有医师执照,不能在公众媒体平台介绍干预手段。但我相信患者只要遵循医嘱,勤于复诊,一定会得到临床上有益的建议。请科学判断自己的预后,请由能力的患者投身科研,请有财力的患者尽早争取治疗机会,我会尽所能帮助各位患者。

之后会频繁修改并添加新的信息,请关注我的消息。

各位患者有啥感兴趣的主题,尽管给我留言,我会尽力解答。

(本文著作权归属知乎用户17RobertLIAN,转载请预先联系
微信 xsfh550597973   QQ 550597973
返回列表