治疗无义突变肺囊性纤维化患者的新药

         无义突变占遗传性疾病的20%，在CFTR基因突变中，约10%为无义突变。在某些特定的人群中发生率更高，比如在德系犹太人后裔以及法国留尼汪岛的发生率分别为48%和24%。无义突变肺囊性纤维化（CF）患者几乎不产生CFTR蛋白，因此疾病程度更为严重。
        近年来，旨在促进无义突变通读的药物治疗方法引起了相关人员的兴趣。无义突变在相应的信使RNA（mRNA）中引入了提前终止密码子（PTC）UGA,UAG或UAA，导致截短蛋白（大部分情况下没有功能）的产生，并可通过无义介导的mRNA衰变（NMD）引起mRNA的降解。“无义抑制”疗法的目标是降低核糖体的“校正”功能，促进在PTC处的低水平错读，以使翻译继续进行至转录本的正常末端，恢复全长蛋白的生产。非常重要的是，概念验证研究发现，全长功能蛋白恢复不到10%即足以检测到CFTR的功能并可带来出色的临床改善。
         翻译抑制疗法的一大缺点是可引起通读的分子数量有限。氨基糖苷类抗生素，比如庆大霉素、阿米卡星或是遗传霉素，可通过促进PTC处同源氨基酸的插入而抑制终止密码子，从而翻译出一条全长的蛋白。然而，由于此类抗生素毒性较大且缺乏特异性，正常位置的终止密码子也会被诱导通读，所以它们的应用受到了极大的限制。其合成衍生物比如NB54和NB124虽然克服了这些缺点，但对CF相关的主要无义突变的疗效并不尽如人意。
        近来，一种1,2,4恶二唑衍生物PTC124（ataluren）得以应用，表现出良好的耐受性，并在CF患者的鼻黏膜上皮中观察到了CFTR表达的恢复。然而，一项双盲、安慰剂对照的III期临床试验显示，与安慰剂相比，ataluren在无义突变CF患者中的疗效并没有明显优势。考虑到在PTC抑制方面，氨基糖苷类抗生素与ataluren之间可能存在竞争，所以又在没有接受长期吸入氨基糖苷类治疗的CF患者中进行了另外一项III期临床试验，来检测ataluren的疗效（NCT02139306），该试验正在进行中。
        本期文章中，Mutyam等的研究显示，有8种已应用到临床上的新药可能具有通读的疗效。他们从1600种已获批的临床药剂中进行筛选，首先用两种互补检测方法对分子通读（基于荧光素酶报告检测）和CFTR功能挽救进行评估（在Ussing小室中进行CFTR依赖的[Cl-]电流检测）。从初筛的48种药物中最终选择了8种，因为它们总可在Fisher大鼠甲状腺CFTR-G542X细胞中诱发CFTR依赖的Cl-转运且在临床使用中可以接受。这8种药物分别是环己酰亚胺、秋水仙碱、七叶树皂苷、奥苯达唑、泼尼卡酯、双喹哌、阿霉素以及对氨基苯甲酸。然后作者通过在CFTR-G542X或-W1282XFisher大鼠甲状腺细胞中重复功能和通读检测来进一步验证CFTR的活性恢复。这些结果均在人类的原代呼吸道细胞（来自一位F508Del/G542X的供者）中得到了证实。
        非常重要的是，依伐卡托可将CFTR介导的Cl-电流增加近两倍，比野生型蛋白活性高出了10%。对氨基苯甲酸、双喹哌和七叶树皂苷尤其可以带来这样的效果，其中，七叶树皂苷是效果最为明显的，可将来自于G542X/F508Del供者的原代呼吸道细胞的CFTR活性提高至相当于野生型CFTR的35-45%的水平，同时，可使来自于W1282X/F508del患者细胞的CFTR活性提高至相当于野生型CFTR20%的水平。有趣的是，七叶树皂苷可将CFTRmRNA表达提高两倍，表明它可能也会抑制NMD，增加mRNA的稳定性。因此，七叶树皂苷在PTC通读和NMD抑制方面具有双重活性。迄今为止，尚没有在任何无义CFTR突变的通读药物中发现这样的结果。现在必须做进一步的检测来强化七叶树皂苷的临床应用潜能，它需要有良好的安全性和药代动力学表现。必须在其他的CFTR无义突变中进行检测，因为三个不同的PTC之间以及临近的不同核苷酸都会对其基线和药物诱导的通读水平产生影响。不同的通读治疗效果也是可校正的转录本数量的反映，后者与NMD的效率以及伴随的剪切缺陷的发生率有关。mRNA水平的增加表明七叶树皂苷可能可对靶mRNA的数量产生正面影响。由于不同患者间的恢复效率不同，所以这一结果必须在相同基因型的不同患者的细胞中进行验证。此类试验必须在进行临床试验之前完成。以上结果确实为携带无义突变的CF患者的治疗带来了新的发现，也彰显出该研究策略的有效性。同时，也显示出可将一种恢复CFTR表达的药物（即此处的通读治疗）与一种CFTR增强剂（依伐卡托）联合使用的潜力。
         最为重要的是，由于这样一种“拮抗无义”的策略可在PTC处对翻译终止抑制的共同机制产生影响，所以用药物在CF模型中实行“翻译抑制疗法”对其他疾病来说也将具有借鉴意义。