[发明专利]肌萎缩性侧索硬化症和其它脊髓病症的基因治疗

说明书

本申请是申请日为2007年10月03日、中国申请号为200780038545.X、 发明名称为“肌萎缩性侧索硬化症和其它脊髓病症的基因治疗”的发明申 请的分案申请。

发明领域

本发明涉及治疗影响受治疗者运动功能，特别是受脑和/或脊髓疾病或 损伤影响的运动功能的病症的方法和组合物。

发明背景

肌萎缩性侧索硬化症(ALS)是一种进行性神经变性病状(condition)， 涉及脑和脊髓中大运动神经元的丧失。该病的特征是进行性衰弱、萎缩和 痉挛状态，导致在发病5年内瘫痪和呼吸衰竭。家族性ALS占所有ALS 病例的10％；这些病例中约25％是由于Cu/Zn超氧化物歧化酶基因(SOD1) 的突变造成的[1]。迄今为止，SOD1基因中鉴定到109个不同的突变，这 些突变覆盖了所有5个外显子[2]。除了在重神经丝链(heavyneurofilament chain，NFH)基因、动力蛋白激活蛋白基因、囊泡(vesicular)结合蛋白 1基因和ALSIN基因上的非常罕见的突变外，SOD1是已鉴定的唯一的主 要ALS易感性基因座。SOD1是主要存在于的胞质的酶，其催化超氧离子 分解成氧和过氧化氢，然后过氧化氢被谷胱甘肽过氧化物酶或过氧化氢酶 降解形成水。许多证据认为，突变型SOD1蛋白通过获得的相反的功能具 有神经毒性，该功能可引起氧化性病理状态和蛋白聚集，伴有谷氨酸代谢、 线粒体功能、轴突运输和钙平衡的次级紊乱[3]。突变型SOD1蛋白在小鼠 体内高水平的转基因表达产生运动神经元疾病的表型，并且发病年龄和疾 病持续时间依赖于拷贝数[4]，这一观察有力支持了突变型SOD1具有毒性。

迄今为止，很少有治疗性干预改变了转基因ALS小鼠的运动神经元表 型。尽管迄今为止已测试了超过100种小分子，但这些分子甚至是边际效 益(marginalbenefit)都很少具有(如利鲁唑[5]、塞内昔布(celecoxib) [6]、arimoclomol[7])。相比之下，一些形式的蛋白治疗是有益的。因此， 通过转基因[8]或经IM注射和随后逆向轴突运输到运动神经的AAV2递送 系统[9]施用胰岛素样生长因子1，以改进存活。另外2个作为神经保护剂 显示有治疗前景的蛋白是促红细胞生成素[10]和血管内皮因子(VEGF)[11, 12]。后者令人感兴趣，因为遗传分析表明VEGF基因的减效变体是ALS 的危险因子[13]。此外，缺少低氧反应启动子元件的小鼠出现缓慢进行性 运动神经元疾病[14]。随后，有文献表明，慢病毒递送VEGF到ALS小鼠 的脊髓延缓死亡[15]。2个独立的研究者报导，将VEGF注入ALS小鼠[16] 和大鼠[17]的脑脊液也延缓疾病的进程。基因治疗是一种新兴的针对影响 中枢神经系统(CNS)病症的治疗方式。能有效感染有丝分裂后神经元的 病毒载体的发展促进了CNS基因治疗。中枢神经系统由脊髓和脑组成。脊 髓将来自外周神经系统的感觉信息传导给脑，并将来自脑的运动信息传导 给各种效应器。将基因递送到中枢神经系统的病毒载体的综述参见 Davidson等，(2003)NatureRev.4:353-364。

认为腺伴随病毒(AAV)载体可用于CNS基因治疗，因为该载体具有 有利的毒性和免疫原性特征，能转导神经元细胞，并能介导CNS中的长期 表达(Kaplitt等，(1994)Nat.Genet.8:148-154；Bartlett等，(1998)Hum.Gene Ther.9:1181-1186；Passini等，(2002)J.Neurosci.22:6437-6446)。

AAV载体的一个有用的特性在于某些AAV载体在神经元细胞中具有 进行逆向和/或顺向运输的能力。在一个脑区的神经元通过轴突相互连接到 远侧脑区，因此为载体的递送提供了运输系统。例如，可将AAV载体施 用在神经元轴突末端处或其附近。神经元内吞AAV载体，并以逆向模式 将其沿轴突运输到细胞体。腺病毒、HSV和伪狂犬病病毒也显示出可在脑 内将基因递送到远侧结构的相似的特性。(Soudas等，(2001)FASEBJ. 15:2283-2285；Breakefield等，(1991)NewBiol.3:203-218；deFalco等，(2001) Science,291:2608-2613)。