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​渐冻人的希望!干细胞联合基因治疗1/2a期临床研究结果公布

因为一场特殊的冰桶挑战,让渐冻症从罕见病变成了一个社会热点。

肌萎缩侧索硬化(Amyotrophic lateral sclerosis, ALS),俗称渐冻症,发病率约为1.8~2/10万,属于罕见的神经退行性疾病。主要临床表现为肌无力、肌肉萎缩、饮水呛咳、吞咽障碍等。由于患者肌肉逐渐无力,累及说话、吞咽和呼吸功能减退逐渐萎缩无力,导致瘫痪,最终因吞咽困难或呼吸衰竭而死亡。患者身体如同被逐渐冻住一样,故称为渐冻人

ALS主要由脊髓和皮质运动神经元死亡引起,通常在发病后3-5年内导致瘫痪和死亡,美国每年新增约5000ALS患者。力鲁唑(Riluzole)和依达拉奉(edaravone)是美国食品和药物管理局唯一批准的ALS治疗药物,但只能适度减缓疾病的进展。

星型胶质细胞的功能紊乱可能与ALS发病有关,通过细胞移植来修复星型胶质细胞,有望减轻运动神经元损伤,减缓ALS进展。Clive N. Svendsen团队前期研究表明,通过在人神经祖细胞中稳定表达胶质细胞源性神经营养因子(GDNF, glial cell line-derived neurotrophic factor),可促进神经祖细胞移植对运动神经元的修复。

Clive N. Svendsen团队进一步在人胎儿皮质样本中分离培养出神经祖细胞系(命名为CNS10),然后进行GDNF诱导表达,并将细胞产品(CNS10-NPC-GDNF)进行标准化生产。该产品的1/2a期临床研究结果近期发表在Nature Medicine杂志上,首次表明经过工程设计的异体神经祖细胞,可以安全地移植进人类中枢神经系统。

临床前研究验证产品的安全性和有效性

为了评估最佳剂量,将2 µl CNS10-NPC-GDNF注入SOD1大鼠腰脊髓的五个部位。注射剂量分别以1万、5万、10万和25万细胞/µl作为最大可行剂量(maximum feasible dose, MFD),对照组包括接受载体的SOD1大鼠以及接受载体或MFD的野生型大鼠。

研究人员发现,不同的细胞剂量在发病时间、寿命、脊髓损伤、同侧或对侧后肢疼痛等方面无明显的差异。在迷你猪模型中,CNS10-NPC-GDNF10µl体积注射到10个部位,注射剂量分别为2万、5万和20万细胞/µl。利用人源特异性抗体,可以在腰脊髓腹角中检测到GDNF表达。

腰脊髓的免疫组化实验证明GDNF表达

1/2a期临床研究结果显示产品良好的安全性

CNS10-NPC-GDNF被单侧移植到18ALS参与者的腰脊髓中。第一剂量组(n=9)接受了10次单侧注射,每个位置20万个细胞,总共200万个细胞;第二个剂量组(n=9)每个部位接受50万个细胞,总共500万个细胞。受试者的住院时间为5天,并在移植后1236912个月进行了为期一年的随访评估。

89%的低剂量组和67%的高剂量组,在术后反映了手术部位的感觉障碍、感觉异常、疼痛、不适等症状。在9名受试者中,治疗侧的下肢疼痛持续了6个月以上,其中5名受试者的疼痛等级不低于5级。对于上述长期疼痛,5名受试者接受了加巴喷丁(Gabapentin)治疗,另外4名受试者则没有使用处方止痛药。

由于CNS10-NPC-GDNF是一种同种异体产物,因此所有受试者都接受了免疫抑制治疗,其中12人在1年内没有更改或者打乱疗程。另外6位受试者的情况如下:2位受试者分别在第4个月和第9个月后因不良反应停止免疫抑制治疗;1位受试者自愿停药约1个月;1位受试者由于不良反应做出轻微的调整,但依然完成了1年的疗程;1位受试者在第2个月出现头痛,并用环孢菌素替代他克莫司直到疗程结束。

常见不良事件包括跌倒、肢体疼痛、恶心、背部疼痛和肌肉无力,但这些通常与ALS,免疫抑制治疗和手术相关。

18名受试者在治疗后的细节列表

治疗效果评价

使用ALSFRS-R量表对患者的症状进行评估,研究人员发现,接受治疗腿部的病情发展速度,比未治疗腿部要慢很多。虽然两者之间并未出现显著性差异,但在低剂量组,相对最大差异体现在第12个月;而在高剂量组的全部时间点中,接收治疗腿部的相对病情发展速度持续减缓。

ALSFRS-R量表的评分结果

死亡病例分析

在细胞移植后的1442个月,低剂量组的8人以及高剂量组的6人死于ALS。研究人员收集了这13名受试者的大脑和脊髓,分析移植物的存活情况以及病理变化。检测结果显示,GDNF只存在于接受细胞移植的部位。与非ALS对照组相比,ALS患者的胆碱乙酰转移酶(choline acetyl transferase, ChAT)阳性脊髓运动神经元显著减少。然而,ChAT阳性神经元在受试者的治疗侧和非治疗侧并无显著性差异。 

ChAT阳性运动神经元数量统计

展望

作者表示,多个治疗位点可能会增强临床效果,并考虑将该治疗方法用于颈脊髓和运动皮质注射。目前,已经有一项1/2a期临床试验正在开展,将CNS10-NPC-GDNF输送至ALS患者的运动皮质。还有一项1/2a期临床试验,向色素性视网膜炎患者输送CNS10-NPC。此外,作者还正在将CNS10-NPC-GDNF用于治疗帕金森。

本文的临床研究结果表明,CNS10-NPC-GDNF可以被安全地输送到腰椎脊髓,并分泌GDNF长达3年,且对腿部功能没有负面影响。本项研究联合了干细胞治疗与基因治疗,为治疗ALS以及其他神经退行性疾病带来了新的希望。

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