[发明专利]用于恢复HBB基因功能的腺相关病毒组合物及其使用方法

说明书

本文提供了用于校正β珠蛋白(HBB)基因中的突变的腺相关病毒(AAV)组合物和使用所述组合物校正细胞中的HBB基因突变的方法。还提供了用于制备所述腺相关病毒组合物的包装系统。

相关申请的交叉引用

本申请要求2017年10月18日提交的美国临时申请号62/574,163和2018年1月24日提交的美国临时申请号62/621,102的权益，其每一个通过引用以此整体并入。

序列表

本申请包含序列表，该序列表已经以ASCII格式电子提交，在2018年10月12日创建，命名为606107_HMT-023PC_Sequence_Listing_ST25.txt，并且大小为200,630字节。序列表通过引用以此整体并入。

政府利益声明

本发明是在National Institutes of Health(国立卫生研究院)授予的P30CA033572号资助的政府支持下完成的。政府对本发明享有一定权利。

背景技术

血红蛋白病包括其中血红蛋白蛋白质的产生、结构和/或功能异常的遗传病症家族。血红蛋白蛋白质构成红细胞干重的约97％，并且它使血液的携氧能力增加约七十倍。主要的成人血红蛋白蛋白质由两个α珠蛋白(HBA)亚基、两个β珠蛋白(HBB)亚基和与每个亚基相关的血红素基组成。染色体11上HBB的遗传缺陷可引起某些血红蛋白病，例如镰状细胞病(SCD)和β地中海贫血。

镰状细胞病，也称为镰状细胞贫血，是影响约100,000美国人的常染色体隐性疾病。它在非裔美国人中流行，但也存在于其它族群中。在西非和中非，所有婴儿中有1-2％生来患有SCD。SCD是由HBB编码序列中第20位核苷酸的纯合突变引起的。该突变用成熟β珠蛋白第六个氨基酸处的中性疏水残基缬氨酸(由GUG编码)取代带负电荷的氨基酸谷氨酸盐(由GAG编码)。含有具有SCD突变的β珠蛋白链的血红蛋白倾向于聚集成扭曲红细胞形状的多股聚合物，使这些细胞易碎并形成如新月体或镰刀的形状。这些异常红细胞更倾向于溶血并向组织和器官递送更少的氧。此外，血红蛋白聚集使红细胞变硬并容易保留在小血管中，从而减少血流并导致血管闭塞。结果是，SCD患者遭受贫血和称为危机的疼痛发作，并且危机期间的器官损伤是与SCD相关的死亡率和发病率的主要原因。特别地，骨、脾、肾和肺的梗塞(即，由于供血不足引起的组织坏死)是特别常见的。相反，镰状细胞突变杂合的人很大程度上是无症状的。

β地中海贫血影响全世界100,000人中的约1人和欧盟10,000人中的约1人。β地中海贫血是由HBB中降低β珠蛋白表达的各种突变引起的一组病症。迄今为止，在β地中海贫血(HbVar数据库)中已鉴定了884种不同的突变，包括取代、插入和缺失。这些突变位于HBB的整个基因组基因座。在取代、插入和小缺失中，已经在5'UTR的上游和3'UTR中发现致病变体。除了这些已知的884种突变以外，另外的变体可能仅在与HBB序列中的特定变异结合时才具有致病性。β地中海贫血突变可能影响基因转录、RNA加工、转录后修饰、mRNA翻译等。β地中海贫血的严重程度高度可变，一些HBB突变导致β珠蛋白产生完全丧失，而其他HBB突变仅导致β珠蛋白量的减少。患有严重β地中海贫血(即重型地中海贫血)的患者，其通常在两个等位基因中都具有HBB突变，遭受贫血、生长迟缓和异常器官发育。患有轻度至中度β地中海贫血(即轻型地中海贫血或中间地中海贫血)患者表现出不太严重的症状。

血红蛋白病可以通过输血和支持性护理来控制，其中SCD和重型β地中海贫血需要长期输血。然而，反复输血导致铁过载，并需要铁螯合疗法以降低并发症的发生率。SCD和β地中海贫血的发病率和死亡率也可通过羟基脲来降低，羟基脲是迄今为止唯一FDA批准的SCD药物。然而，由于其处方率低和依从性差，这种治疗没有被广泛使用。