IdeS 介导的 IgG 切割:一种克服 AAV 载体基因治疗中中和抗体障碍的新策略

腺相关病毒(AAV)载体基因治疗已成为治疗单基因疾病(包括血友病、脊髓性肌萎缩症和遗传性视网膜疾病)的变革性方法。其良好的安全性、低免疫原性及介导长期转基因表达的能力,使其成为该领域的领先平台。

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引言

腺相关病毒(AAV)载体基因治疗已成为治疗单基因疾病(包括血友病、脊髓性肌萎缩症和遗传性视网膜疾病)的变革性方法。其良好的安全性、低免疫原性及介导长期转基因表达的能力,使其成为该领域的领先平台。然而,普通人群中普遍存在针对 AAV 衣壳的预存中和抗体(NAbs),且治疗后会诱导持续性 NAbs 产生,这对治疗效果和重复给药构成了重大挑战。Spark Therapeutics 近期发表于《Nature Medicine》的研究,揭示了 IgG 切割内肽酶(IdeS)作为靶向策略解决 AAV 中和抗体局限性的潜力。本文综述了 IdeS 的科学原理、临床前证据及其在突破 AAV 基因治疗抗体障碍中的转化前景。

一、AAV 基因治疗中的中和抗体障碍

AAV 作为一种无包膜 parvovirus,具有广泛的组织嗜性和低致病性,是理想的基因递送载体。但因其在环境中广泛存在(如土壤、水和呼吸道),人群自然暴露后会产生 NAbs。流行病学数据显示,不同血清型 AAV 的 NAb 血清阳性率显著:健康人群中 AAV1、2、5、6、8、9 的阳性率分别约为 67%、72%、40%、46%、30% 和 47%。这些 NAbs 通过结合 AAV 衣壳,阻断肝脏转导和载体再调节,严重影响治疗效果,成为基因治疗的主要限制之一。
此外,治疗后 AAV 载体可进一步触发适应性免疫反应,高滴度 NAbs 可持续存在数年。这对重复给药构成严峻挑战 —— 治疗效果可能随时间减弱(如血友病患者的凝血因子水平逐渐下降),而婴儿期接受治疗的患者长大后可能需要再次给药。目前克服 NAbs 的策略(如利妥昔单抗、皮质类固醇等免疫抑制方案)在清除预存抗体方面效率低下,且存在全身免疫抑制风险。因此,亟需一种靶向、短暂的 NAb 中和方法。
  

二、IdeS:作为抗体调节剂的机制与优势

IdeS(Imlifidase)是一种源自化脓性链球菌的半胱氨酸内肽酶,已成为解决抗体介导障碍的潜在工具。其作用机制明确:可在铰链区保守位点切割人 IgG,生成 F (ab’)₂片段(保留抗原结合能力但丧失效应功能)和 Fc 片段(介导免疫效应反应)。这种切割对 IgG 具有高度特异性,数小时内即可完成,效果持续 3-7 天 —— 之后随着新抗体合成,IgG 水平逐渐恢复。
临床上,IdeS 已在抗体介导的疾病中证明安全性和有效性,包括器官移植脱敏和肝素诱导的血小板减少症。对于 AAV 基因治疗,其独特特性具有三大优势:

短暂性:抗体耗竭的窗口期(数小时至数天)与 AAV 载体转导靶细胞所需的关键时期一致。一旦载体内化,即不受胞外抗体影响,无需长期免疫抑制。

特异性:仅靶向 IgG,避免广泛破坏免疫系统,降低感染或自身免疫风险。

高效性:临床前和临床数据证实其能快速降低 IgG 滴度(包括 NAbs),且对其他免疫球蛋白类别(如 IgA、IgM)无脱靶效应。

  

三、临床前证据:从小鼠到非人灵长类动物

Spark Therapeutics 的临床前研究涵盖啮齿类模型、非人灵长类动物(NHPs)和人血浆,为 IdeS 介导的 AAV 转导增强提供了有力证据。
3.1 啮齿类模型:概念验证
在被动免疫小鼠模型中(通过静脉注射含 AAV NAbs 的静脉注射免疫球蛋白(IVIg)),IdeS 预处理可在 24 小时内使 NAb 滴度降低 90%。与此相关,肝脏转导效率(通过 GFP 报告基因表达评估)增加 10 倍,转基因(人因子 IX)水平较对照组升高 15 倍。重要的是,IdeS 不改变载体 biodistribution,证实转导改善完全源于 NAb 清除,而非载体的脱靶转运。
3.2 非人灵长类动物:转化相关性
自然携带 AAV NAbs 的 NHPs(模拟人类免疫环境)被用于在更接近临床的场景中评估 IdeS。在具有预存 AAV8 NAbs 的恒河猴中,AAV8 介导的因子 IX 基因递送前 24 小时给予单剂量 IdeS(2 mg/kg),结果显示:

NAb 滴度降低 75%,且在 72 小时内维持在中和阈值以下;

肝脏特异性转基因表达增加 6 倍,因子 IX 活性达到正常水平的 30%(血友病 B 的治疗范围);

重复给药成功:12 周后再次给予 AAV8 载体时,IdeS 预处理的 NHPs 转导效率较单独接受载体的动物高 5 倍,证明其支持重复治疗的潜力。

值得注意的是,IdeS 给药耐受性良好,肝酶、血液学参数无显著变化,无毒性迹象 —— 支持其在大型动物中的安全性。
3.3 人血浆研究:临床预测价值
使用人血浆(包括既往接受 AAV 基因治疗患者的样本)进行的体外实验,证实了 IdeS 降解 AAV NAbs 的能力。在高滴度 AAV2 或 AAV8 NAbs(≥1:160)的血浆中,IdeS 处理可在 4 小时内使中和活性降低 > 95%,恢复肝细胞样细胞系中的载体转导。这一发现至关重要,因为患者来源的血浆反映了人类抗体库的复杂性,包括既往载体暴露诱导的亲和力成熟 NAbs。
  

四、机制洞察:超越 NAb 清除

意外的是,IdeS 还可调节 AAV 载体诱导的新生抗体反应。在 NHPs 中,IdeS 预处理较对照组降低 60% 的治疗后 AAV 特异性 IgG 滴度,且不影响 IgM 水平。这表明 IdeS 不仅能清除预存 NAbs,还可能抑制对载体的适应性免疫反应,潜在延长转基因表达的持久性。其机制尚不清楚,但可能涉及 Fc 片段介导的 B 细胞活化或抗原呈递细胞功能调节 —— 这一领域有待深入研究。
  

五、转化挑战与未来方向

尽管 IdeS 前景广阔,临床应用前仍需解决若干问题:

剂量优化:IdeS 相对于载体给药的最佳时机和剂量需细化。临床前数据提示 IdeS 与 AAV 递送间隔 24 小时,但人类研究需确定最大化转导的时间窗口。

血清型特异性:AAV NAbs 具有血清型特异性;需在临床相关血清型(如 AAV8、AAV9、AAV-LK03)中验证 IdeS 的效果。

长期安全性:尽管短期安全性已确立,重复 IdeS 给药的长期影响(尤其是对免疫记忆和病原体应答)仍需评估。

监管考量:将 IdeS 整合到临床试验设计中需与监管机构合作,明确 NAb 降低和转导效率的终点指标。

  

结论

IdeS 介导的 IgG 切割为克服 AAV 基因治疗中的抗体障碍带来了范式转变。其短暂、特异性且高效的 NAb 清除作用,既解决了预存免疫问题,又为重复给药提供可能,有望扩大治疗适用人群并增强长期疗效。Spark Therapeutics 的临床前数据(涵盖多种模型)为临床转化奠定了坚实基础。随着 GLP 毒理学研究和早期临床试验的推进,IdeS 可能成为关键佐剂,释放 AAV 载体在单基因疾病和获得性疾病中的全部潜力。最终,这一策略凸显了免疫调节在基因治疗中的重要性,为更稳健、更易获取的治疗方法铺平了道路。

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