兒童罕見病藥物治療新進(jìn)展

李佳琦 綜述 王慧君 周文浩 審校

（復(fù)旦大學(xué)附屬兒科醫(yī)院新生兒科，上海 201102）

1983 年，美國《孤兒藥物法》首次提出罕見病的概念［1］。中國將罕見病定義為新生兒發(fā)病率小于1∶10 000或患病率小于1∶10 000，或總的患病人數(shù)小于14 萬的疾?。?］。截至2022 年，美國食品和藥物管理局（Food and Drug Administration，F(xiàn)DA）推動(dòng)的“孤兒產(chǎn)品臨床試驗(yàn)資助計(jì)劃”已使80 多種孤兒藥獲得FDA 批準(zhǔn)［3］。目前，我國孤兒藥的本土化生產(chǎn)也日益受到重視［4］。與成人相比，兒童罕見病更常見，且危害更大，常危及生命。本文圍繞兒童罕見病藥物治療新進(jìn)展進(jìn)行綜述，為我國兒童罕見病研究與治療提供參考。我們將按酶替代療法（enzyme replacement therapy，ERT）和重組因子、小分子藥物、單克隆抗體、基因療法、超適應(yīng)證藥物等5類罕見病藥進(jìn)行逐一綜述。

1 ERT和重組因子

ERT 是一種通過重組DNA 技術(shù)合成重組酶，將其遞送至體內(nèi)替代缺失或功能不全的酶的方法［5］，常用于治療溶酶體貯積癥（lysosomal storage diseases，LSDs）。

溶酶體是一種負(fù)責(zé)降解細(xì)胞內(nèi)各種內(nèi)外源性物質(zhì)的細(xì)胞器，編碼各種溶酶體酶的基因的缺陷會(huì)引起LSDs。LSDs 是50 余種溶酶體代謝病的統(tǒng)稱，總患病率為1∶7 700［6］。LSDs 主要為常染色體隱性（autosomal recessive，AR）遺傳模式致病，以黏多糖貯積癥（mucopolysaccharidoses，MPS）較常見，MPS 包括MPS Ⅰ、MPS Ⅱ、MPS ⅢA 等11 型［7］。MPS 主要呈AR 遺傳，而MPS Ⅱ和Fabry病為X 連鎖隱性遺傳，Danon 病為X 連鎖顯性遺傳。

LSDs 中，溶酶體酶的缺失主要導(dǎo)致糖胺聚糖的堆積，對(duì)骨骼、結(jié)締組織、神經(jīng)系統(tǒng)等器官系統(tǒng)造成損害。MPS Ⅰ由編碼α-L-艾杜糖醛酸酶的IDUA基因突變引起［8］；MPSⅡ由編碼艾杜糖醛酸-2-硫酸酯酶的IDS基因突變引起［9］；MPS ⅢA 由SGSH基因突變使heparan-N-sulfamidase 缺乏引起［10］；MPS ⅣA 由GALNS基因突變導(dǎo)致N-乙酰半乳糖胺-6-硫酸酯酶缺乏引起［11］；MPS Ⅶ由編碼β-葡糖苷酸酶的GUSB基因突變引起［12］；Fabry 病由GLA基因突變引起［13］；尼曼-皮克病由編碼酸性鞘磷脂酶的SMPD1基因突變引起［14］；戈謝病由GBA1基因突變引起，使得β-葡糖腦苷脂酶的活性降低［15］。ERT可有效增加上述疾病酶濃度（表1），早期獲得診斷并及時(shí)干預(yù)可有效延緩此類患兒的疾病進(jìn)程。

表1 酶替代療法治療溶酶體貯積癥總結(jié)

Pabinafusp alfa 可穿過血腦屏障，治療MPSⅡ［16］。但是，大多數(shù)ERT 藥物仍難以穿過血腦屏障，且存在靜脈注射產(chǎn)生抗藥物抗體的風(fēng)險(xiǎn)［7］。

2 小分子藥物治療

小分子藥物的優(yōu)勢(shì)是能夠到達(dá)包括中樞神經(jīng)系統(tǒng)在內(nèi)的所有組織，并且成本低、可口服，易于制作［18］，占上市罕見病藥物的80%～90%［19］。

2.1 囊性纖維化

囊性纖維化（cystic fibrosis， CF， MIM：219700）是一種AR遺傳的進(jìn)行性多系統(tǒng)疾病，患病率為1∶6 000～1∶3 000，新生兒期即可起?。?0］。CF 因囊性纖維化跨膜傳導(dǎo)調(diào)節(jié)因子（cystic fibrosis transmembrane conductance regulator，CFTR）的門控突變導(dǎo)致CFTR 蛋白異常，引起細(xì)胞膜對(duì)氯化物的運(yùn)輸障礙［21］，最常見的門控突變體是G551D［22］。

第一個(gè)被用于治療CF 的是CFTR 增效劑Ivacaftor，該藥主要通過增加G551D-CFTR 氯離子通道開放以增強(qiáng)CFTR 蛋白功能［23］。2022 年，Liu等［24］研發(fā)出一種新型CFTR增效劑CP-628006，這種小分子藥有更高的單個(gè)G551D-CFTR激活效率和更持久的F508del-CFTR激活效應(yīng)，與Ivacaftor聯(lián)合使用療效更強(qiáng)。

2.2 Hutchinson-Gilford早老癥

Hutchinson-Gilford 早老癥（Hutchinson-Gilford progeria syndrome，HGPS，MIM：176670）呈常染色體顯性（autosomal dominant，AD）遺傳，患病率為1∶4 000 000，致病基因是LMNA基因［25］。HGPS 患者多于1 歲前發(fā)病，面容酷似老人，壽命一般不超過14 歲［25］。LMNA基因編碼核纖層蛋白A、C，纖層蛋白A 可與早老蛋白結(jié)合?；蛲蛔儺a(chǎn)生的早老蛋白一方面在核膜被法尼基化和甲基化產(chǎn)生堆積［26］，另一方面使微管與細(xì)胞核過度耦聯(lián)阻止肌動(dòng)蛋白移動(dòng)［27］，這些改變共同造成細(xì)胞核結(jié)構(gòu)和功能的損害。

2020 年11 月，法尼基轉(zhuǎn)移酶抑制劑洛那法尼（ZokinvyTM）獲得FDA 治療HGPS 的批準(zhǔn)［28］，通過阻止早老蛋白法尼基化發(fā)揮作用［29］?；衔颱CM-13207使早老蛋白從核膜分離以降低其濃度，并有效減少細(xì)胞DNA 損傷以恢復(fù)細(xì)胞功能［30］。結(jié)合抑制劑JH4 通過阻止早老蛋白-纖層蛋白A 結(jié)合以改善核變性［31］。Remodelin 是N-乙酰轉(zhuǎn)移酶-10 的新型強(qiáng)效選擇性抑制劑，通過抑制N-乙酰轉(zhuǎn)移酶-10介導(dǎo)微管重組而補(bǔ)救細(xì)胞核形狀的破壞［32］，可延長HGPS患兒的壽命［33］。

3 單克隆抗體治療

治療性單克隆抗體（monoclonal antibody，mAb）是一種由B淋巴細(xì)胞產(chǎn)生的能高度特異識(shí)別抗原的抗體類藥物，包括抗體片段、Fc 融合蛋白及抗體-藥物耦合物，通過遞送細(xì)胞毒素、募集細(xì)胞和蛋白質(zhì)及調(diào)節(jié)信號(hào)通路等發(fā)揮作用［34］。

自身免疫性多內(nèi)分泌腺病綜合征I型伴或不伴可逆性干骺端發(fā)育不良（autoimmune polyendocrine syndrome, type I, with or without reversible metaphyseal dysplasia, APS1, MIM: 240300）呈AD或AR 遺 傳 ， 患 病 率 為 1∶ 1 000 000～9∶1 000 000［35］。APS1 表現(xiàn)為慢性皮膚黏膜念珠菌病、甲狀旁腺功能減退癥和腎上腺皮質(zhì)功能衰竭三聯(lián)征，常常導(dǎo)致患兒的過早死亡［36］。

APS1 的致病基因?yàn)锳IRE基因，表達(dá)于胸腺CD45-MHC-Ⅱ+細(xì)胞［35］。AIRE基因突變導(dǎo)致自體反應(yīng)性T細(xì)胞逃避免疫細(xì)胞的陰性選擇，引起多系統(tǒng)自身免疫［37］。一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)抗CD45RC mAb 可抑制T 細(xì)胞毒效應(yīng)和恢復(fù)Treg 細(xì)胞，有效延緩APS1進(jìn)程，揭示了CD45RC mAb 藥物在APS1 預(yù)防性治療中的重要性［38］。

4 基因療法

基因療法以替換、轉(zhuǎn)入或編輯疾病基因等方式操縱遺傳物質(zhì)［39］，成為近年來孤兒藥的重點(diǎn)研究方向之一［40］。另外，二代測(cè)序在臨床遺傳診斷中廣泛應(yīng)用，CRISPR 技術(shù)迅猛發(fā)展，也極大地推動(dòng)了基因治療在孤兒藥研發(fā)領(lǐng)域中的應(yīng)用。CRISPR 是原核生物基因組內(nèi)的一段重復(fù)序列，通過Cas酶特異性切割和修復(fù)目標(biāo)DNA序列，實(shí)現(xiàn)目標(biāo)基因敲除和堿基編輯，是一種更為經(jīng)濟(jì)、迅速且簡(jiǎn)單的基因編輯工具［41］。

基因治療按治療途徑的不同可分為體內(nèi)治療和體外治療2 種［42］。體內(nèi)治療指通過局部注射攜帶目的基因的病毒載體進(jìn)行基因編輯，病毒載體多用非整合型病毒［如腺相關(guān)病毒（adenoassociated virus，AAV）］［43］。體外治療利用自體細(xì)胞或同種異體細(xì)胞在體外轉(zhuǎn)入目的基因并進(jìn)行修飾，也稱為細(xì)胞療法［44］。

4.1 基因治療

4.1.1 Leber 先天性黑蒙 Leber 先天性黑蒙（Leber congenital amaurosis，LCA）是基因治療最早成功的案例［37］。LCA 是嚴(yán)重的遺傳性視網(wǎng)膜營養(yǎng)不良癥，患病率為1∶81 000～1∶30 000，多于兒童早期發(fā)?。?5］。LCA 已知至少有28 種基因突變參與致病，遺傳病因占全部病例的75%［46］。RPE65基因是LCA 的重要致病基因，RPE65基因編碼類視黃醇異構(gòu)酶，負(fù)責(zé)維生素A在類視黃醇循環(huán)中的代謝［45］。

Voretigene neparvovec是AAV2載體相關(guān)的基因治療藥物［46］，于2017 年被FDA 正式批準(zhǔn)用于RPE65雙等位基因突變引起的LCA［47］。AAV2載體可將有編碼類視黃醇異構(gòu)水解酶功能的RPE65基因?qū)隠CA 患者體內(nèi)，該藥物通常通過玻璃體切割術(shù)注入視網(wǎng)膜間隙［47］。

4.1.2 杜氏肌營養(yǎng)不良 杜氏肌營養(yǎng)不良（Duchenne muscular dystrophy， DMD， MIM：310200）是一種X連鎖肌肉萎縮性疾病，在男性新生兒中的患病率為1∶5 000［43］。DMD 通常于3 歲前發(fā)病，出現(xiàn)進(jìn)行性肌無力和肌疲勞，最終發(fā)展為呼吸衰竭和心肌病，常于20歲前死亡［48］。該病由DMD基因突變引起其編碼的抗肌萎縮蛋白（dystrophin，Dys）缺乏［44］，Dys 是抗肌萎縮蛋白結(jié)合蛋白復(fù)合物的關(guān)鍵成分，對(duì)維持肌纖維剛度至關(guān)重要［49］。

Gange 等［47］設(shè)計(jì)了一種微抗肌萎縮蛋白轉(zhuǎn)基因（AAVrh74.MHCK7.micro-dystrophin），該藥物以AAV作為載體進(jìn)行基因轉(zhuǎn)移，可有效恢復(fù)Dys的表達(dá)。另一項(xiàng)研究設(shè)計(jì)出一種經(jīng)密碼子優(yōu)化的合成轉(zhuǎn)基因，編碼微型化的Dys 相關(guān)蛋白u(yù)trophin（μUtro），μUtro 具有與Dys 相似的結(jié)構(gòu)和功能［50］。該研究對(duì)Dys 缺陷的新生mdx 小鼠應(yīng)用AAVμUtro，發(fā)現(xiàn)DMD小鼠模型肌壞死、再生組織和生化標(biāo)志物的異常在成年之前得到完全控制［51］。

隨著AAV 基因治療向人體臨床試驗(yàn)的逐步推進(jìn)，其在轉(zhuǎn)導(dǎo)效率、組織趨向性及免疫原性等方面的要求也不斷增加，這推動(dòng)了更為安全、高效的AAV載體的研發(fā)。

4.2 細(xì)胞治療

Wiskott-Aldrich 綜 合 征 （Wiskott-Aldrich syndrome，WAS，MIM：301000）是一種X 連鎖免疫缺陷病，由WAS基因失功能突變引起，患病率為1∶100 000［52］。WAS 表現(xiàn)為免疫缺陷、血小板減少和濕疹三聯(lián)征，常在10歲之前死亡［52］。WAS基因編碼WAS 蛋白，對(duì)細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)和免疫突觸形成至關(guān)重要［53］。

WAS 的一線治療是同種異體造血干細(xì)胞移植［53］，但常由于供體不匹配使得患兒病死率增加［54］，移植物抗宿主病對(duì)此類疾病的治療效果有著巨大影響［55-56］。

一項(xiàng)研究首次開發(fā)了一種基于CRISPR/Cas9基因編輯平臺(tái)的造血干細(xì)胞和祖細(xì)胞藥物，在患者來源的造血干細(xì)胞和祖細(xì)胞中敲入治療性WAS cDNA及其內(nèi)源性翻譯起始密碼子，在60%的患者中得到滿意效果［54］。

4.3 寡核苷酸治療

寡核苷酸治療通過設(shè)計(jì)特定寡核苷酸序列，以沃森-克里克堿基配對(duì)原則為基礎(chǔ)，下調(diào)或修飾致病基因、阻斷RNA 翻譯相關(guān)蛋白等發(fā)揮作用［57］。

寡核苷酸治療可分為2種藥物，包括反義寡核苷酸（antisense oligonucleotide，ASO） 和小干擾RNA。ASO 又可分為核糖核酸酶H1（ribonuclease H1，RNase H1）依賴性ASO 和gapmer［58］。ASO 是一種人工合成的單鏈小分子核酸聚合物，可激活RNase H1裂解目標(biāo)mRNA以改變mRNA的表達(dá)［59］。RNase H1 是一種內(nèi)源性核酸內(nèi)切酶，結(jié)合同源性mRNA后在ASO結(jié)合位點(diǎn)切割靶mRNA調(diào)節(jié)基因表達(dá)［58］。小干擾RNA 的作用機(jī)制是引導(dǎo)沉默復(fù)合物中的Argonaute 2 蛋白結(jié)合目標(biāo)轉(zhuǎn)錄物，引起基因沉默［58］。

4.3.1 DMD 2016年9月，Eteplirsen（Exondys51）獲得FDA 的加速批準(zhǔn)，是第一種獲批治療DMD 的磷酸二酰胺嗎啡寡聚物，其機(jī)制與51 號(hào)外顯子的跳躍有關(guān)［60］。Eteplirsen 可操縱DMD 的Dys 轉(zhuǎn)錄本剪接并使閱讀框得到恢復(fù)［61］。一項(xiàng)觀察性研究證明了Eteplirsen 對(duì)無法行走或在治療過程中失去行走能力的患兒的潛在益處［60］。

Golodirsen（SRP-4053）是一種新型磷酸二酰胺嗎啡寡聚物，于2019 年被FDA 批準(zhǔn)，與Dys 的前體mRNA 互補(bǔ)并恢復(fù)該mRNA 的閱讀框，與53號(hào)外顯子的跳躍有關(guān)，其安全性、藥代動(dòng)力學(xué)和生物活性均得到了驗(yàn)證［62］。

4.3.2 Batten 病 Batten 病也稱神經(jīng)元蠟樣質(zhì)脂褐質(zhì)沉積癥，是一組包含13 種神經(jīng)退行性疾病的遺傳性疾病，是兒童癡呆癥最常見的形式［63］。

對(duì)于該疾病的特定基因突變，研究者為一位神經(jīng)元蠟樣質(zhì)脂褐質(zhì)沉積癥7型兒童制定了為期一年的“N-of-1”個(gè)性化治療方案［64］。研究團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)出了一種ASO藥物——Milasen，該藥物靶向患兒6號(hào)外顯子剪接到6號(hào)內(nèi)含子的隱秘剪接位點(diǎn)及其附近剪接增強(qiáng)劑［64］。經(jīng)過Milasen治療，患兒癲癇發(fā)作頻率和持續(xù)時(shí)間都下降至少50%。該藥物的使用為孤兒藥的個(gè)性化治療提供了可參考依據(jù)，也為個(gè)性化基因組醫(yī)學(xué)提供了范例。

5 “超適應(yīng)證”使用治療藥物和老藥新用

“老藥新用”指發(fā)現(xiàn)了某已知藥品的新性質(zhì)或功能并用于新領(lǐng)域。再利用藥物的安全性和質(zhì)量在先前研究和長期使用中均已得到驗(yàn)證，其不良反應(yīng)發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)相對(duì)較低，可更快開始臨床試驗(yàn)，對(duì)于罕見病的治療更加有利。

5.1 普萘洛爾治療Lafora肌陣攣性癲癇

Lafora 肌陣攣性癲癇（Lafora disease，LD，MIM：254780）是一種致命的神經(jīng)退行性疾病，患病率小于1∶1 000 000［65］，特征是患兒全身癲癇發(fā)作和快速進(jìn)展為植物狀態(tài)。LD由EPM2A或EPM2B基因突變引起［66］。

普萘洛爾最初用于高血壓、特發(fā)性震顫和焦慮。證據(jù)表明，普萘洛爾抗血管生成、促凋亡和抗炎特性也可應(yīng)用在不同的罕見病中［67-68］。一項(xiàng)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究表明，普萘洛爾作為炎癥調(diào)節(jié)劑，可減少星形膠質(zhì)細(xì)胞和小膠質(zhì)細(xì)胞炎癥化，對(duì)LD早期治療有潛在效果［66］。

5.2 除草劑治療尿黑酸尿癥

尿黑酸尿癥（alkaptonuria， AKU， MIM：203500）呈AR遺傳，患病率為1∶250 000［69］，由編碼尿黑酸1,2雙加氧酶的HGD基因突變引起，嬰兒期即可起?。?0］。該病主要為酪氨酸代謝障礙引起，酪氨酸參與兒茶酚胺神經(jīng)遞質(zhì)的生物合成，對(duì)神經(jīng)的興奮和抑制起重要作用［71］。

尼替西農(nóng)最初被作為除草劑開發(fā)，后來被發(fā)現(xiàn)可以用于抑制尿黑酸堆積并延緩AKU 的疾病進(jìn)展。一項(xiàng)研究報(bào)告了一組AKU 患者在尼替西農(nóng)治療試驗(yàn)前后24 h 的變化，發(fā)現(xiàn)用藥后患者尿液中神經(jīng)代謝物去甲腎上腺素減少，腎上腺素、3-甲氧酪胺增多，證明尼替西農(nóng)可使AKU 患者的神經(jīng)遞質(zhì)代謝得到改善［69］。

6 小結(jié)

綜上，在過去的十年中，生物制藥行業(yè)在為罕見病群體提供新療法方面取得了一定進(jìn)展。但孤兒藥的開發(fā)仍然受有限的罕見病人數(shù)限制，也受高昂的研發(fā)和治療費(fèi)用掣肘。為加快開發(fā)罕見病新療法的進(jìn)程，未來需要投入更多關(guān)注和出臺(tái)更好的激勵(lì)措施。

利益沖突聲明：所有作者均聲明不存在利益沖突。