2020年6月25日

反义寡核苷酸治疗阿尔波特综合征的新方法

多机构研究小组成功地使用核酸治疗方法进行Alport综合征的核酸治疗，这是一种可治愈的肾脏疾病，可用于肾功能衰竭。发现疾病模型小鼠完全响应于治疗。结果发表在自然通讯2020年6月2日。

Alport综合征（AS）是第二次出现的遗传性肾脏疾病之后常染色体显性多囊肾病(ADPKD)。每5,000至10,000人中就有一例阿尔波特综合症。它的特点是听力损失，眼睛异常和肾脏疾病，经常进展到终末期肾病(ESKD)。阿尔波特综合征根据其遗传方式分为三组;x连锁AS、常染色体隐性AS和常染色体显性AS，约80%的病例为x连锁Alport综合征(XLAS)。虽然男性患者XLAS严重症状约90%的患者在40岁时经历终末期肾衰竭，目前尚无专门的治疗方法。XLAS的发生是由于编码IV型胶原α5链的COL4A5基因的突变，并且在患有这种疾病的男性患者的肾脏中α5(IV)蛋白没有表达。

男性Xlas患者严重突变（如无意义突变)中COL4A5基因发生肾功能衰竭的时间比那些有轻微突变(如错义突变)的人早15年。换句话说，人们认为，如果严重的突变可以改变为轻微的突变，这将使症状疾病温和。

研究小组着手开发一个exon-skipping疗法使用核酸疗法(反义寡核苷酸/麻生太郎)改变严重突变成小的(图1)。麻生太郎疗法近年来受到越来越多的关注,他们被用来成功地治疗棘手的遗传性疾病如脊髓性肌萎缩和杜氏肌萎缩症。

α5(IV)是每个肾脏肾小球基膜形成的最重要的蛋白质。在XLAS中，编码这个的COL4A5基因中有一个突变蛋白质，从而导致α5(IV)生产异常。COL4A5的严重突变(如无义突变)尤其可能导致患者在20岁出头时发生ESKD。

然而，Nozu项目教授等人之前的研究表明肾功能衰竭当碱基缺失数量是三个（框内突变）的倍数时，延迟了十年。这促使研究人员探讨使用ASO介导的外显子跳水治疗减少症状的可能性，以将严重突变变为轻微突变（框架突变）。

构成COL4A5 (Alport综合征的偶然基因)的大多数外显子都有一些3的倍数的碱基。因此，如果存在无义突变，则可以在剪接过程中删除突变的外显子，将其替换为帧内(3倍)突变。

图1显示了ASO的外显子跳变作用机制。在无义突变的情况下，突变保留在信使RNA (mRNA)中，导致产生缺陷蛋白。因此，α5(IV)蛋白在肾脏中不表达(如图1左图所示，表示α5(IV)蛋白存在的绿色信号不可见)。另一方面，在ASO介导的外显子跳跃治疗下，ASO结合到外显子剪接增强子(ESE)位点，在pre-mRNA阶段阻止SR蛋白与外显子的结合。SR蛋白结合是外显子识别的一个重要过程，如果这个过程被阻断，就意味着可以诱导外显子跳跃。因此，在没有无义突变的情况下(图1右下角)产生了mRNA。当这种疗法在COL4A5无意义突变的模型小鼠上进行测试时，在肾脏中检测到α5(IV)蛋白表达(图1右下角的绿色信号)。

将aso治疗组与给药组的结果进行比较。接受ASO治疗的小鼠的尿蛋白水平低于载药组，肾功能衰竭(基于血清肌酐水平)受到抑制(图3)。研究人员还成功地延长了预期寿命(图4)。肾组织显微镜检查表明，它们能够明显抑制肾损害的进展。