一文了解治癒杜氏肌營養不良治療的商業化進展
杜氏肌營養不良（DMD）是一種進行性肌營養不良，患者10歲前癥狀相對較輕，之後逐漸出現體格異常、運動困難、心肺受損等病徵。他們生存質量差，壽命通常低於30歲。
杜氏肌營養不良伴X染色體遺傳，因此在男性中發病率較高。據統計，男性發病率為1/5000。值得一提的是，杜氏肌營養不良患者中有大約1/3是自體基因突變造成的。換句話講，基因完全正常的父母也有可能誕下患有杜氏肌營養不良的孩子。
目前，還沒有一種可以徹底治杜氏肌營養不良的方法供患者使用。但幸運的是，越來越多的方法出現，為部分患者延長了壽命並在一定程度上提升了他們的生活質量。更讓人欣喜的是，隨著基因編輯技術的逐漸發展和成熟，杜氏肌營養不良患者的真正治癒也開始出現曙光。
下面，咱們就來盤點一下杜氏肌營養不良的相關療法，及為此而努力的企業們。1、激素治療
地塞米松、醋酸潑尼松等糖皮質激素，是目前國內外公認的可延緩患者肌力喪失速度，改善運動功能的藥物。臨床上通常使用這些藥物對患者進行治療。該療法的缺點是只能一定程度上延緩病程，且副作用嚴重。臨床上，長期使用糖皮質激素的副作用包括行為、性格及精神狀況的改變，骨質疏鬆、白內障、體重增加、庫欣樣外觀（向心性肥胖、四肢細小）等。
這類激素葯的生產企業很多。國外主要為美國輝瑞、法國羅素、英國葛蘭素史克等大型跨國製藥公司。國產廠家包括天津天葯、瀋陽光大、重慶萊美、紫竹葯業、華中藥業等。現在，由於環保成本上升，國際醫藥巨頭旗下的專利葯陸續到期，中國對仿製葯的鼓勵及本身具有的原料優勢，進口的糖皮質激素正逐漸被擠出中國市場。
2、直接調節蛋白表達的小分子化葯2014年8月，歐洲葯監局（EMA）批准用於治療無義突變型非卧床DMD的Translarna，是通過影響抗肌萎縮蛋白（Dystrophin）翻譯來達到治療目的的。抗肌萎縮蛋白基因突變導致蛋白表達及功能異常是杜氏肌營養不良的根本原因。Translarna的有效成分ataluren可以使核糖體對某些終止密碼子的敏感性降低，從而忽略抗肌萎縮蛋白mRNA中因突變而形成的假性終止密碼子，繼續翻譯出完整的功能健全的蛋白，最終達到治療的目的。實驗證明，Translarna對終止密碼子「UGA」效果明顯。然而其臨床效果卻有不少爭議，美國FDA因此兩次拒絕了Translarna的上市申請。Translarna是一種口服藥。其副作用包括嘔吐、腹痛、高血壓、高血脂、腸胃癥狀、血尿、紅疹等全身性癥狀。
另外一種小分子口服藥Ezutromid的2期臨床中期結果也於近期公布。結果顯示，Ezutromid可通過提高成熟肌細胞中肌營養相關蛋白（utrophin）的含量，有意義地減少DMD患者的肌肉損傷，統計學意義顯著。研究發現，肌營養相關蛋白是人體細胞中天然存在的一種與抗肌萎縮蛋白結構和功能類似的蛋白，通常在肌肉纖維形成的早期存在。隨著肌肉纖維的成熟，肌營養相關蛋白的表達逐漸關閉，被抗肌萎縮蛋白替代。因此，理論上只要阻止肌營養蛋白表達的關閉，即使抗肌萎縮蛋白無法發揮功能，也可以在一定程度上維持肌細胞功能，減輕肌細胞損傷。Ezutromid對DMD的治療利用的正是這一原理。
這款葯的靶點是肌生成抑制蛋白（myostatin）。肌生成抑制蛋白是肌肉細胞中一種天然存在的蛋白。研究發現，抑制該蛋白的活性，可促進肌肉細胞的生長，從而一定程度上抵消DMD引起的肌肉細胞損耗。
因為是單抗藥，該葯需要長期注射使用。另外，有試驗證明myostatin的過度抑制可能對患者心血管及生長發育造成不良影響。因此其用量及對適用年齡階段需嚴格控制。其他可能的副作用還需要臨床試驗結果來為人們解答。4、病毒介導的基因替代療法杜氏肌營養不良，是抗肌萎縮蛋白基因突變引起的。基因突變常造成抗肌萎縮蛋白長度過短，不足以發揮功能。因此，有科研工作者想到，或許可以通過病毒向患者肌細胞內導入該蛋白正常的基因代替突變的基因進行工作。
然而，抗肌萎縮蛋白（dystrophin）的基因長約2600kb。這麼長的序列很難用目前常用的載體工具導入機體。因此，通常的辦法，是將部分截短但仍足以發揮功能的抗肌萎縮蛋白基因裝入AAV（腺相關病毒載體，容量相對較大），利用一些AAV對肌細胞較好的親和性感染肌肉細胞，從而帶入功能基因。但這種方法目前難以建立持久的蛋白表達。科學家們推測這可能與人體免疫系統對AAV的攻擊有關。因此，在患者的選擇上，該療法也應排除體內已經有所選AAV血清型抗體的人。
Bamboo therapeutics可以算是該療法的代表公司。該公司使用的是9型AAV（AAV9）將迷你Dystrophin（即截短後的dystrophin）遞送入人的肌肉細胞內。2016年8月，輝瑞以1.5億美元的價格收購了Bamboo Therapeutics，未來，如果Bamboo開發的基因療法滿足一定條件，還可獲得額外最多$4.95億的「里程碑」付款。在輝瑞，Bamboo用於肌營養不良的這款基因替代療法被編號為PF-06939926。2017年5月，該療法被美國FDA及歐洲EMA列為「孤兒葯」。2018年3月22日該療法又迎來了其進入I期臨床後的首個患者。
相信不久的將來，我們就能夠獲得該療法臨床安全性及有效性的核驗結果。5、外顯子跳躍抗肌萎縮蛋白基因含有79個外顯子。其中任何一個外顯子發生突變都有可能引起DMD。截至目前，已經記錄在案的DMD基因突變多達3000種，包括大的片段缺失或重複、小的片段缺失以及點突變。幸運的是，60%的DMD基因突變集中在「熱點（hotspot）」區域（外顯子45至50，以及外顯子2至10）。於是人們可以通過一些基因層面上的操作，使抗肌萎縮蛋白在轉錄時針對性地跳過這少數幾個外顯子，從而部分截短抗肌萎縮蛋白，治癒大部分的DMD患者。
要通過外顯子跳躍達到治療目的，目前有兩類方法。
一類是反義核苷酸法。即使用化學合成的與抗肌萎縮蛋白mRNA部分互補的單鏈序列（AON）干擾mRNA的剪切機制，誘導外顯子跳躍。該方法的缺陷是需要患者反覆注射AON。因為隨著AON在體內逐漸被代謝，這種干擾機制也會隨之解除。該方法的代表公司是Sarepta。Sarepta使用該策略的Eteplirsen (exondy51)在2016年獲FDA批准上市。這也是FDA批准的首個專用於DMD的藥物。由於DMD屬於罕見病範疇，FDA對該葯的批准依據是其一項僅有12名男孩參與的臨床研究。Eteplirsen可治療51號外顯子突變引起的DMD，佔全部DMD患者的13%。該葯的半衰期較短，需每周注射一次。長期療效還有待進一步確認。目前Eteplirsen僅被允許在美國銷售。
外顯子跳躍治療DMD的另一種實現方法，是基因編輯。包括對病變外顯子的直接切除以及破壞外顯子前的剪接體。基因編輯治療DMD的最大優勢在於其可以真正治癒患者，而無需反覆地用藥。這將極大地提升患者的生存質量。
上文提到的Sarepta公司也在嘗試使用基因編輯治療DMD。2017年10月，Sarepta與杜克大學簽署了合作協議，將共同開發基於CRISPR/Cas9的DMD基因編輯療法。主要合作專家Charles A. Gersbach博士實驗室在DMD患者細胞（2013年）及小鼠模型上（2016年），分別使用幹細胞編輯及體內直接編輯的方法，證明了外顯子刪除治療DMD的可行性。
另一家叫做Exonics therapeutics的公司則希望通過破壞外顯子前的剪接體來達到這一目的。他們最新一篇文章Correction of Diverse Muscular Dystrophy Mutations in Human Engineered Heart Muscle by Single-Site Genome Editing發表於2018年1月的Nature Advances。他們成功通過外顯子跳躍，在體外糾正了DMD患者細胞中的基因突變。該公司通過實驗證明了DMD突變「熱點」區域外顯子前的剪接體剛好都可以被CRISPR/Cas9通過單次切割成功破壞，並達到外顯子跳躍的目的。
https://www.zhihu.com/video/983348908935815168 經Exonics基因編輯後的患者誘導多功能幹細胞
有趣的是，Sarepta和Exonics都是專註於神經肌肉疾病的公司，並且都位於美國劍橋。此外，使用基因編輯進行DMD治療的公司還包括CRISPR底層專利發明者Emmanuelle Charpentier 及張峰的公司：CRISPR Therapeutics和Editas Medicine。但從這兩個公司的年報來看，DMD並不是他們的重點。
附：想要更直觀了解杜氏肌營養不良的發病機理及基因治療原理，請參考以下小視頻。
（注意：這裡糾正一個視頻中的錯誤。視頻中說道1/3500是DMD在男性中的發病率，但根據最新調查結果是1/5000。1/3500應該是所有進行性肌營養不良的發病率，而非單獨DMD。）視頻來源：https://www.youtube.com/watch?v=Ebu8W8Osuxk
https://www.zhihu.com/video/983348283980316672
http://weixin.qq.com/r/nzotNT3EHGBjrXlW92_N (二維碼自動識別)
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