[发明专利]RNA向导的对人类JC病毒和其他多瘤病毒的根除

说明书

本发明包括从宿主细胞中消除多瘤病毒诸如约翰坎宁安病毒(JCV)以及治疗多瘤病毒相关的疾病诸如进行性多灶性白质脑病(PML)的方法和组合物。该组合物包括分离的核酸序列，分离的核酸序列包括CRISPR相关的核酸内切酶和向导RNA，其中该向导RNA与多瘤病毒中的靶序列互补。

关于联邦资助研究的声明

本发明在由国立卫生研究院授予的拨款号R01MH093271、R01NS087971和P30MH092177的美国政府支持下完成的。美国政府对本发明享有一定的权利。

技术领域

本发明涉及特异性切割多瘤病毒中靶序列的组合物，例如，人嗜神经多瘤病毒，诸如约翰坎宁安病毒(John Cunningham virus)。可包括成簇的规律间隔短回文重复(CRISPR)相关的核酸内切酶以及一种或多种特异性向导RNA序列的这种组合物可以向患有嗜神经多瘤病毒感染的受试者给药。

背景技术

人类嗜神经多瘤病毒约翰坎宁安病毒(JCV)是致命性脱髓鞘疾病进行性多灶性白质脑病(PML)的病原体。在中枢神经系统(CNS)的神经胶质细胞中的JCV裂解性感染导致少突胶质细胞的死亡，少突胶质细胞负责在脑中产生髓鞘。这导致了广泛的轻度至重度神经紊乱并最终导致死亡(Berger，2011)。PML存在许多诱发因素，但都涉及免疫系统的一定程度的损伤。

虽然该疾病最初被认为是一种罕见的疾患，主要见于有淋巴组织增生性疾患和骨髓增殖性疾患的患者(等人，1958)，但AIDS流行病的发生大大增加了PML的发病率。HIV-1感染和AIDS仍然是JCV重新激活的最常见的免疫缺陷症，占PML病例的约80％(Tavazzi等人，2012)。免疫抑制疗法已成为活性JCV感染的另一触发因素。用新型治疗性免疫调节性单克隆抗体，包括那他珠单抗(Chakley和Berger，2013)、依法利珠单抗(Schwab等人，2102)和利妥昔单抗(Clifford等人，2011)治疗自体免疫性疾患诸如多发性硬化症和类风湿性关节炎被认为是PML的诱发因素(Nagayama等人，2013)。

JCV是病毒的多瘤病毒家族的成员，其基因组由大小为5.1kb的双链环状DNA组成，其在病毒感染的早期即DNA复制之前和感染周期的后期产生两类蛋白质(DeCaprio等人，2013)。位于早期基因和晚期基因之间的双向编码序列负责病毒基因表达并且含有病毒DNA复制起点。病毒早期蛋白即大T抗原(T-Ag)和小型T-Ag蛋白家族通过选择性剪接产生，并在其复制周期期间具有协调病毒的调控作用。特别地，大T抗原负责病毒DNA复制的起始和病毒晚期基因转录的刺激，因此对于病毒生命周期的所有方面都是至关重要的。此外，JCV T-Ag在细胞培养中表现出转化能力并且其在动物模型中表达，在没有其他病毒蛋白的情况下，诱导神经来源的肿瘤(综述参见White和Khalili，2004)。Tag结合于若干细胞蛋白诸如p53和pRb，并使细胞增殖失调，因此可能导致若干动物模型中细胞的转化和肿瘤的形成。晚期蛋白是病毒衣壳蛋白VP1、VP2和VP3以及称为位未知蛋白(agnoprotein)的小调节蛋白Khalili等人，2005)。血清流行病学研究表明，JCV感染在世界各地的人群中非常常见，并且最初的感染通常发生在儿童期(White和Khalili，2011)。JCV感染的高血清阳性率和PML的罕见性表明免疫系统能够将病毒维持在持续的无症状状态，因为改变的免疫功能似乎是易患PML的所有病症的基础。

许多治疗选择已经应用于PML，但很大程度上没有成功(Tavazzi等人，2012)。不同的方法靶向病毒生命周期中的各个点，诸如侵入和复制。由于已经报道JCV与血清素2A受体(5-HT2AR)之间的相互作用是病毒侵入所必需的(Elphick等人，2004)，已经研究了结合5HT2AR的利培酮(利司培酮，risperidone)，但发现它没有效果(Chapagain等人，2008)。已经在体外和体内测试了病毒复制的小分子抑制剂诸如西多福韦(cidofovir)，但是产生了相互矛盾的结果(Andrei等人，1997，Hou和Major，1998)。显然，迫切需要替代策略选择来治疗这种致命的脱髓鞘疾病。