デュシェンヌ型筋ジストロフィーにおけるエクソン44スキップのための二重標的アンチセンスオリゴヌクレオチド「Brogidirsen」の第1/2相試験
デュアルターゲットエクソンスキッピング反義オリゴヌクレオチド薬によるデュシェンヌ型筋ジストロフィーの新たな進展:BrogidirsenのI/II相臨床試験
背景紹介
デュシェンヌ型筋ジストロフィー(Duchenne Muscular Dystrophy, DMD)は致命的な遺伝性疾患であり、骨格筋および心筋の機能に影響を及ぼし、患者は早期に運動能力を喪失し、さらには臓器不全にも至ることがあります。現在のところ、DMDを根治する方法は存在しません。その原因は、X染色体短腕(Xp21.2)のDMD遺伝子の変異にあり、これによりジストロフィン(Dystrophin)と呼ばれるタンパク質が失われたり異常になったりします。ジストロフィンは筋細胞膜の構造安定性を維持する重要なタンパク質であり、その欠如は筋線維の漸進的な退行を引き起こし、最終的には筋肉の壊死と機能衰退を招きます。
現在のDMD治療戦略の中で、エクソンスキッピング療法(Exon-Skipping Therapy)は有力な分子療法の一つであり、短鎖反義オリゴヌクレオチド(Antisense Oligonucleotides, ASOs)を用いてDMD遺伝子の欠損部分を修復し、部分的に機能するジストロフィンを作り出します。しかし、既存のASO療法は特定の変異タイプに限定されており、治療効率も大幅な改善が求められています。この限界を克服するため、日本の国立精神・神経医療研究センター(National Center of Neurology and Psychiatry, NCNP)の研究チームは、新しいデュアルターゲット反義オリゴヌクレオチドであるBrogidirsen(化合物番号NS-089/NCNP-02)を開発しました。これはDMD遺伝子のエクソン44スキッピングを促進することを目的としています。
論文出典
本研究は、日本のNCNPに所属するHirofumi Komaki、Eri Takeshita、Katsuhiko Kunitakeら複数の研究者によって遂行され、Brogidirsenのヒトへの初めての臨床応用研究です。この結果は《Phase 1⁄2 Trial of Brogidirsen: Dual-Targeting Antisense Oligonucleotides for Exon 44 Skipping in Duchenne Muscular Dystrophy》というタイトルで《Cell Reports Medicine》に掲載されました。論文の発行日は2025年1月21日であり、ClinicalTrials.govの登録番号はNCT04129294です。
研究の流れと方法
研究デザイン
本研究は、オープンラベル、用量漸増方式のI/II相臨床試験であり、以下の二つのフェーズで構成されます:
Part 1:用量探索フェーズ(4週間)
- 2つのコホートに分けて、それぞれ4つの用量(1.62 mg/kg、10 mg/kg、40 mg/kg、80 mg/kg)のBrogidirsenの静脈投与を行いました。各コホートにはDMD患者3名が含まれています。
- 目的:薬剤の安全性および初期治療効果を評価する。
Part 2:拡張治療フェーズ(24週間)
- Part 1で確定した2つの用量(40 mg/kgおよび80 mg/kg)を使用し、各群に患者3名を含めて評価を行いました。
研究対象は、4~13歳の男性DMD患者6名であり、5名がエクソン45の欠損、1名がエクソン45-54の欠損を有していました。全員が歩行可能であり、大半は糖質コルチコイド治療を受けていました。
データ収集と解析
エクソンスキッピング効率
患者筋肉サンプルのエクソン44スキッピング効率を逆転写ポリメラーゼ連鎖反応(RT-PCR)を用いて分析し、その割合をスキッピング断片/(スキッピング断片 + 全長断片) × 100%として算出しました。ジストロフィンタンパク質発現
Western blottingおよび免疫組織化学を用いてジストロフィンの発現レベルを解析し、タンパク質/内部対照比として定量化しました。さらに免疫蛍光染色でのタンパク質発現も評価しました。薬物薬物動態学(Pharmacokinetics, PK)
液体クロマトグラフィー-タンデム質量分析を通じて、Brogidirsenの濃度および薬物動態学パラメータ(Cmax, AUC, Tmax, 半減期 T1/2)を測定しました。プロテオミクス解析
高精度プロテオミクス技術(Olinkプラットフォーム)を用いて、筋肉病理に関連した血漿サンプル中のタンパク質発現の変化を解析しました。患者由来細胞の体外実験
患者の尿由来細胞を筋形成細胞に分化させ、Brogidirsenの用量上昇実験を実施し、薬物のスキッピング効率とタンパク質発現を体外で検証しました。
主な研究結果
薬剤の安全性および耐容性
- Part 1フェーズでは低用量から中用量の患者に軽度の服用関連副作用(例:尿中β2ミクログロブリンの上昇)が観察されました。Part 2の高用量群では重大な副作用(Serious Adverse Events, SAEs)は確認されませんでした。
- 薬剤は40 mg/kgおよび80 mg/kgの用量で優れた安全性と耐容性を示しました。
エクソンスキッピング効率およびジストロフィンレベル
- 基準値前後を比較した結果、エクソン44のスキッピング効率は平均32.10%に達し、高用量群では有意差が確認されました。
- ジストロフィンレベルは、それぞれ16.63%(40 mg/kg)および24.47%(80 mg/kg)に達し、基準値より著しく向上しました。
プロテオミクスバイオマーカー
- 治療後12週および24週で、筋損傷に関連するバイオマーカーであるTitin(Ttn)、Myomesin 2(Myom2)、およびMyosin Light Chain Phosphorylatable(Mylpf)のレベルが顕著に低下しました。
- 骨格筋および神経マーカー(PADI2など)が減少し、運動機能が維持されました。
薬物動態解析
- CmaxおよびAUCは用量依存的に増加し、明確な薬物蓄積効果は見られませんでした。
研究結論と意義
本研究は、Brogidirsenがデュアルターゲットエクソンスキッピング療法として、DMD患者において顕著な安全性、耐容性、治療可能性を有していることを明らかにしました。その革新的なデュアルターゲット構造により、エクソンスキッピング効率が向上し、正常レベルに近いジストロフィン生成が可能となり、患者の筋機能安定性を向上させました。
さらに、本研究では、患者由来細胞を用いた体外試験を通じて薬効を検証し、今後の個別化医療デザインに重要な基盤を提供しました。本試験では非応答者は見られず、薬剤の広範な適用性が示されましたが、長期治療の効果についての更なる探求が必要です。
研究のハイライト
革新的なデュアルターゲット設計
優れた薬剤送達効率およびエクソンスキッピング性能を提供。高精度プロテオミクス分析
疾患進行および薬剤反応に関連する新規バイオマーカーを特定。患者由来細胞を使用した検証方法
非侵襲的で体外検証可能な新しい効能評価アプローチ。
今後の展望と価値
Brogidirsenは、反義オリゴヌクレオチドに基づくDMD治療法でこれまでに目覚ましい成果を見せており、臨床応用におけるエクソンスキッピング療法のさらなる深化と拡大を促進する可能性があります。今後の研究では、患者サンプルサイズの拡大、治療期間の延長、および長期的効果の検証が目的となり、骨格筋および心筋での薬物送達効率の向上を目指します。
本研究は画期的な成果をもたらし、抗筋萎縮療法の開発に基盤を与えただけでなく、希少遺伝疾患の精密医療においても重要な参考となるものです。