[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

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(heavy neurofilamentchain，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(marginal benefit)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)Nature Rev.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.GeneTher.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)FASEB J.15：2283-2285；Breakefield等，(1991)New Biol.3：203-218；deFalco等，(2001)Science，291：2608-2613)。