過(guò)去20年里，雖然基因治療已經(jīng)在臨床實(shí)踐中得到應(yīng)用，并在多個(gè)領(lǐng)域取得了成功，但單基因心血管病的基因治療的進(jìn)展相對(duì)滯后。近期在Mayo Clinic Proceedings期刊發(fā)表了一篇名為《State of Gene Therapy for Monogenic Cardiovascular Diseases》的綜述文章，該文主要回顧了基因治療的發(fā)展歷史，并介紹了基因沉默、基因置換、直接基因編輯和基因抑制和替換（SupRep）等基因治療方法，以及用于基因傳遞的各種載體形式（尤其是腺相關(guān)病毒），還重點(diǎn)舉例說(shuō)明了針對(duì)心肌病、離子通道病和家族性高膽固醇血癥等單基因心血管病的基因治療方法。
接下來(lái)小編將詳細(xì)介紹基因沉默、基因置換和基因編輯等不同方法在單基因心血管病中的應(yīng)用。
文章要點(diǎn)
· 三種主要的基因治療方法包括基因沉默、基因置換和基因編輯。
· 腺相關(guān)病毒載體可作為基因治療遞送的平臺(tái)。
· 有效的心臟靶向載體盡管在該領(lǐng)域有一定進(jìn)展，但目前仍難以實(shí)現(xiàn)。
· 單基因心血管病的基因治療方法可歸納為三大類別：心肌病、離子通道病和家族性高膽固醇血癥。針對(duì)這些類別，可根據(jù)基因治療方法的發(fā)展階段，將其總結(jié)和分類為三個(gè)階段：“食品藥品監(jiān)督管理局（FDA）批準(zhǔn)”、“臨床前階段”和“實(shí)驗(yàn)性階段”。
單基因心血管病的基因治療
單基因心血管病的基因治療方法可以分為三大類別：心肌病、離子通道病和家族性高膽固醇血癥。這些治療方法的概述根據(jù)其發(fā)展階段被分類為“FDA批準(zhǔn)”，“臨床前階段”，和“實(shí)驗(yàn)性階段”（表1）。此外，基因治療與傳統(tǒng)藥物治療方法的主要優(yōu)缺點(diǎn)總結(jié)在圖1中。
表1 FDA批準(zhǔn)、臨床前階段和實(shí)驗(yàn)性階段的基因治療總結(jié)
注：DMD：杜氏肌營(yíng)養(yǎng)不良癥；FH：家族性高膽固醇血癥；ARVC：心律失常性右室心肌?。籋CM：肥厚型心肌?。籆PVT：兒茶酚胺敏感性多形性室性心動(dòng)過(guò)速；LQT1/LQT2：1型/2型長(zhǎng)QT綜合征；NA：無(wú)法提供；hATTR：TTR介導(dǎo)的淀粉樣變；TTR：遺傳性轉(zhuǎn)甲狀腺素；ASO：反義寡核苷酸；LNP：脂質(zhì)納米顆粒；GRT：基因置換治療；AAV：腺相關(guān)病毒；CRISPR：規(guī)律成簇的間隔短回文重復(fù)；Cas9：CRISPR相關(guān)蛋白；AIP：自身抑制肽；ABE：腺嘌呤單堿基編輯系統(tǒng)；IND：尚未經(jīng)過(guò)上市審批，正在進(jìn)行各階段臨床試驗(yàn)的新藥；MOA：作用機(jī)制，藥物與生物體特定靶點(diǎn)發(fā)生相互作用，產(chǎn)生療效的過(guò)程；RNAi：RNA干擾；shRNA：短發(fā)夾RNA；siRNA：小干擾RNA；SupRep：抑制和替代；UTR：非翻譯區(qū)域；GRT：基因置換療法；GST：基因沉默療法。
圖1 基因治療與傳統(tǒng)藥物治療的優(yōu)缺點(diǎn)
在單基因心血管病中的基因治療方法主要包括基因置換療法（GRT）、基因沉默療法（GST）、基于CRISPR-Cas9的直接基因組編輯以及基因抑制和替換（SupRep）療法（見(jiàn)圖2）。
· GRT是指在產(chǎn)生單倍劑量不足、功能喪失（LOF）變異的情況下引入外源的野生型（WT）基因。
· GST是通過(guò)使用反義寡核苷酸或RNA干擾策略（如短干擾RNA，siRNA）來(lái)降低突變等位基因的表達(dá)。
· 直接基因組編輯指的是利用CRISPR-Cas9或堿基編輯策略，引入靶向DNA切割，從而實(shí)現(xiàn)DNA修復(fù)。
· 基因抑制和替換（SupRep）療法是通過(guò)使用短發(fā)夾RNA（shRNA）敲除WT和突變的內(nèi)源等位基因的表達(dá)，然后通過(guò)一個(gè)shRNA-免疫（shiMM）cDNA生成正常蛋白。
圖2 四種主要基因治療策略及相關(guān)遺傳性心臟疾病類型
這些基因治療方法各有優(yōu)劣，對(duì)于每位心血管病患者來(lái)說(shuō)，最合適的治療方法可能不同，另外基因檢測(cè)是基因治療的基礎(chǔ)，因此需要綜合考慮基因檢測(cè)結(jié)果以及基因治療方法的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)為心血管病患者制定個(gè)性化的治療方案。
安智因生物遺傳性心血管病基因檢測(cè)項(xiàng)目介紹
對(duì)于臨床確診或疑似遺傳性心血管病患者，可選擇安智因遺傳性心血管病相關(guān)的基因組合檢測(cè)或更全面的全外顯子組檢測(cè)（WES），檢出（可能）致病變異不僅可以輔助臨床明確診斷和鑒別診斷，找到患者發(fā)病的遺傳病因，并進(jìn)行高危親屬篩查，鑒別攜帶相同遺傳病因的高危親屬，早預(yù)防早治療；還可以指導(dǎo)臨床治療和預(yù)后，以及優(yōu)生優(yōu)育：
? 家族性高膽固醇血癥基因組合檢測(cè)主要檢測(cè)23個(gè)與家族性高膽固醇血癥及與其臨床表現(xiàn)類似的其他脂質(zhì)紊亂相關(guān)的致病基因；
? 遺傳性心肌病基因組合檢測(cè)主要檢測(cè)79個(gè)與擴(kuò)張型心肌病、肥厚型心肌病、致心律失常性右室心肌病等遺傳性心肌病及與其臨床表現(xiàn)類似的其他疾病相關(guān)的致病基因；
? 遺傳性心律失?；蚪M合檢測(cè)主要檢測(cè)58個(gè)與長(zhǎng)QT綜合征、短QT綜合征、Brugada綜合征、兒茶酚胺敏感性多形性室性心動(dòng)過(guò)速等遺傳性心律失常相關(guān)的致病基因；
? 遺傳性心肌病/離子通道病基因組合檢測(cè)主要檢測(cè)216個(gè)與多種遺傳性心肌病/離子通道病及其擬表型（擴(kuò)張型心肌病、肥厚型心肌病、長(zhǎng)QT綜合征、短QT綜合征等）相關(guān)的致病基因；
? 全外顯子組基因檢測(cè)包括但不限于涉及心血管、腎臟、神經(jīng)、肌肉、骨骼、內(nèi)分泌、血液、免疫、皮膚、視力等系統(tǒng)至少12大類3000余種單基因遺傳病相關(guān)的致病基因。
除了以上檢測(cè)項(xiàng)目，安智因還提供了與遺傳性心血管病相關(guān)的其他基因檢測(cè)，詳見(jiàn)下表：
參考文獻(xiàn)
Bains S, Giudicessi JR, Odening KE, et.al. State of Gene Therapy for Monogenic Cardiovascular Diseases. Mayo Clin Proc. 2024 Apr;99(4):610-629.
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