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Molecular Therapy | 耳聾基因治療研究再獲新進展

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3月22日,東南大學生命健康高等研究院執行院長、東南大學附屬中大醫院耳鼻咽喉頭頸外科柴人杰教授聯合多家單位在Molecular Therapy(《分子治療》)上在線發表題為“Combined AAV-mediated specific Gjb2 expression restores hearing in DFNB1 mouse models(聯合AAV介導的特異性Gjb2表達恢復DFNB1小鼠模型的聽力)”的研究論文。研究人員利用聯合AAV系統首次實現DFNB1耳聾小鼠模型全頻聽力恢復,并且該治療載體可以有效且安全轉導巴馬豬和食蟹猴耳蝸,為臨床治療提供了堅實的理論依據。東南大學附屬中大醫院柴人杰教授、中國人民解放軍總醫院楊仕明教授、北京理工大學齊潔玉副教授、復旦大學李耕林教授、東南大學附屬中大醫院陸玲教授為本論文的共同通訊作者。東南大學博士研究生孫秋寒、東南大學附屬中大醫院副研究員談方志、東南大學附屬中大醫院張李燕博士后、東南大學博士研究生陸宜成、南京大學醫學院附屬鼓樓醫院博士研究生魏浩為本論文的共同第一作者。


耳聾是臨床上最常見的致殘性疾病,已經嚴重影響了人類的正常生活,給社會造成了巨大的負擔。據WHO報道,全球約有15億人存在不同程度的聽力損失,4.66億人患殘疾性聽力損失,占總人口的5%,其中兒童占3400萬。由遺傳因素導致的耳聾約占60%。Gjb2基因編碼縫隙連接蛋白26(Cx26),是非綜合征型聽力損失(Non-syndromic hearing loss,NSHL)中最常見的致病基因,在常染色體隱性遺傳的耳聾患者中,約有50%的患者為Gjb2基因突變引起,Gjb2基因的不同突變可導致常染色體隱性1型耳聾(DFNB1),目前臨床上缺乏有效的根治方法。腺相關病毒(Adeno-associated virus,AAV)介導的基因治療在恢復因OTOF基因突變引起的遺傳性耳聾患者聽力中展現了優秀的安全性和有效性。因此,亟需開發靶向Gjb2的基因療法。然而,受限于無高效且特異靶向Gjb2表達細胞的AAV載體,Gjb2的基因療法研究進展緩慢。

在該研究中,研究人員通過聯合使用AAV-ie和AAV1兩種衣殼,以及細胞特異性啟動子SCpro遞送外源Gjb2基因到DFNB1小鼠模型的耳蝸中,在全頻段恢復了小鼠聽力。Gjb2在耳蝸中廣泛表達于多種支持細胞、外側壁等。研究人員根據Gjb2的表達定位,明確聯合AAV-ie和AAV1可以介導Gjb2的高效表達。然而,這兩種AAV介導Gjb2在毛細胞中的異位表達會引起耳毒性,導致毛細胞損傷和聽力閾值升高,為解決這一問題,研究人員開發了靶向Gjb2表達細胞的特異性啟動子SCpro(專利申請號:202310650073.4),既實現了外源Gjb2在小鼠耳蝸中安全、特異地表達于內源性Gjb2陽性細胞中,同時有效避免了Gjb2在毛細胞中的異位表達,從而消除了耳毒性風險。聯合AAV1、AAV-ie和特異啟動子SCpro驅動外源Gjb2在兩種類型的DFNB1小鼠模型中(包括先天性重度耳聾和漸進性耳聾模型)的重新表達顯著恢復了耳蝸內電位,成功挽救了兩種DFNB1小鼠模型的部分聽力。表型上,Gjb2重新表達可減輕DFNB1小鼠耳蝸毛細胞及靜纖毛的損傷水平。更為重要的是,聯合AAV系統可以有效轉導巴馬豬耳蝸中內源性Gjb2陽性細胞,且在健康食蟹猴中的內耳局部藥物注射表現出良好的聽力和全身安全性,提示了其巨大的臨床應用潛力。


綜上,該研究首次在DFNB1小鼠模型中,利用AAV介導的基因治療實現小鼠全頻受損聽力恢復,為Gjb2基因治療藥物設計提供了新思路。(編輯王倩 校對劉敏 編審程守勤)

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