针对杜氏肌营养不良症外显子44跳跃的Brogidirsen双靶点反义寡核苷酸的1/2期临床试验

双靶点外显子跳跃反义寡核苷酸药物在杜氏肌营养不良症中的新进展:Brogidirsen的I/II期临床试验

背景介绍

杜氏肌营养不良症(Duchenne Muscular Dystrophy, DMD)是一种致命的遗传性疾病,主要影响骨骼肌和心肌功能,导致患者早期丧失行动能力,甚至器官衰竭。截至目前,DMD尚无根治方法。其病因是由X染色体短臂(Xp21.2)的DMD基因突变引起,导致编码的抗肌萎缩蛋白(Dystrophin)缺失或异常。抗肌萎缩蛋白是维持肌细胞膜结构稳定的关键蛋白,其缺失会引发肌纤维的逐渐退化,最终导致肌肉坏死和功能衰退。

目前的DMD治疗策略中,外显子跳跃疗法(Exon-Skipping Therapy)是一种极具潜力的分子治疗方法,通过短链反义寡核苷酸(Antisense Oligonucleotides, ASOs)修复缺失的DMD基因,使基因转录产生具有部分功能但被校正的抗肌萎缩蛋白。然而,现有的ASOs疗法局限于特定的突变类型,治疗效率也亟待提升。因此,为克服现有疗法的不足,日本国立精神与神经中心(National Center of Neurology and Psychiatry, NCNP)的研究团队开发了一种新型双靶点反义寡核苷酸——Brogidirsen(化合物编号为NS-089/NCNP-02),专门用于触发DMD基因中外显子44的跳跃。

论文来源

该研究由日本NCNP的Hirofumi Komaki、Eri Takeshita、Katsuhiko Kunitake等多位研究人员共同完成,是Brogidirsen在人类中的首次临床应用研究。研究结果以标题《Phase 12 Trial of Brogidirsen: Dual-Targeting Antisense Oligonucleotides for Exon 44 Skipping in Duchenne Muscular Dystrophy》发表于《Cell Reports Medicine》。论文的发表时间为2025年1月21日,注册号为ClinicalTrials.gov (NCT04129294)。

研究流程与方法

研究设计

本研究为开放标签、剂量递增、I/II期临床试验。研究包括两个阶段:

  1. Part 1:剂量探索阶段(4周)

    • 分为两个队列,分别接受四种剂量(1.62 mg/kg、10 mg/kg、40 mg/kg、80 mg/kg)的Brogidirsen静脉注射。每队列包括3位DMD患者。
    • 目标是评估药物的安全性、耐受性和早期疗效。
  2. Part 2:延展治疗阶段(24周)

    • 在Part 1中确定的两种剂量(40 mg/kg和80 mg/kg)中进行疗效和安全性评估,每组各3名患者。

研究对象共6名年龄在4至13岁之间的男性DMD患者,其中5人携带外显子45缺失,1人携带外显子45-54缺失。所有患者均为能步行的个体,大部分使用糖皮质激素治疗。

数据采集与分析
  1. 外显子跳跃效率
    使用逆转录聚合酶链式反应(RT-PCR)分析患者肌肉样本外显子44跳跃效率,计算比例为跳跃片段/(跳跃片段 + 全长片段) × 100%。

  2. 抗肌萎缩蛋白表达
    通过Western blotting 和免疫组织化学分析抗肌萎缩蛋白的表达水平,并量化为蛋白/内参的比值。同时评估免疫荧光标记的蛋白表达。

  3. 药物药代动力学(Pharmacokinetics, PK)
    通过液相色谱-串联质谱法测定Brogidirsen浓度及其药代动力学参数,包括Cmax(最大血药浓度)、AUC(曲线下面积)、Tmax(达峰时间)、半衰期(T1/2)。

  4. 蛋白质组学分析
    使用高通量蛋白质组学技术(Olink平台),分析患者血浆样本中与肌肉病理相关的蛋白表达变化。

  5. 患者衍生细胞的体外实验
    收集患者尿液细胞转化为成肌细胞,评估Brogidirsen剂量递增实验效果,验证药物在体外的跳跃效率和蛋白表达。

研究主要结果

  1. 药物安全性和耐受性

    • Part 1阶段的低剂量与中等剂量显示轻度的药物相关不良事件(如尿中β2微球蛋白升高)。Part 2阶段的高剂量组未发现严重不良事件(Serious Adverse Events, SAEs)。
    • 药物在40 mg/kg和80 mg/kg的剂量下表现良好的安全性和耐受性。
  2. 外显子跳跃效率和抗肌萎缩蛋白水平

    • 在基线与治疗后进行比对后发现,外显子44的平均跳跃效率达32.10%,在高剂量组达到显著性差异。
    • 抗肌萎缩蛋白表达水平分别达16.63%(40 mg/kg)和24.47%(80 mg/kg),显著高于基线水平。
  3. 蛋白质组学标志物

    • 在治疗后的第12周和第24周,与肌肉损伤相关的生物标志物Titin(Ttn)、Myomesin 2(Myom2)和Myosin Light Chain Phosphorylatable(Mylpf)水平均显著降低。
    • 骨骼肌及神经元标志物如PADI2显著减少,运动功能得以维持。
  4. 药代动力学分析

    • Cmax与AUC呈剂量依赖性增加,无明显药物累积效应。

研究结论与意义

这项研究表明,Brogidirsen作为一种双靶点外显子跳跃疗法在DMD患者中具有显著的安全性、耐受性以及治疗潜力。其创新的双靶点结构提升了外显子跳跃效率,生成更接近正常水平的抗肌萎缩蛋白,为患者提供了更好的肌功能稳定性。

此外,此次研究通过患者衍生细胞的体外实验进一步验证了药物效果,为后续个性化治疗设计提供了切实依据。当前的I/II期试验中未出现非响应者,表明药物具有广泛适用性,但需深入探索长期治疗的效果。

研究亮点

  1. 创新性的双靶点序列设计
    提供了卓越的药物递送效率及外显子跳跃效果。

  2. 高精度的蛋白质组学分析
    鉴定与疾病进展及药物反应相关的新型生物标志物。

  3. 患者衍生细胞验证方法
    一种非侵入性、体外验证药效的可行性新路径。

展望与价值

Brogidirsen展现了基于反义寡核苷酸的DMD疗法迄今为止最好的治疗表现,有望进一步推动DMD外显子跳跃疗法在临床应用中的深化拓展。未来的研究将致力于扩大患者样本量、延长治疗周期,并验证长期疗效,同时探索如何提高药物在骨骼肌和心肌的递送效率。

作为一项具有里程碑意义的研究,该成果不仅为抗肌营养不良疗法的开发奠定了基础,还为罕见遗传疾病的精准医疗提供了重要参考。