为渐冻的生命“精准”续航:药物脱靶检测如何守护渐冻症治疗希望?

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前言

身体被一点点 “冻结”,从指尖的无力慢慢蔓延至呼吸的衰竭,意识却始终清醒如初 —— 这便是渐冻症(肌萎缩侧索硬化,ALS)患者不得不直面的残酷现实。渐冻症是一种累及上、下运动神经元的慢性进行性神经系统变性疾病,患者生活质量低、生存期短(平均生存期仅3-5年)。长期以来,渐冻症的治疗也多以对症支持为主,尚无根治方法。直到托夫生注射液(Tofersen)的出现,才彻底打破这一僵局 。

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截至目前,已有超过40个基因被发现与渐冻症相关,能够解释约70%的家族性渐冻症以及约15%的散发性渐冻症的病因。其中:C9orf72、SOD1、FUS和TARDBP这4个基因的相关性最为显著。托夫生是一种针对SOD1基因的靶向药物,它能特异性结合 SOD1 基因的 mRNA,阻止异常 SOD1 蛋白的合成,从源头减少毒性蛋白的积累,从而延缓疾病进展。这种 “釜底抽薪” 式的作用机制,使其与传统对症治疗药物形成本质区别,成为真正意义上的 “靶向疗法”。

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图一:托夫生作用机制

近年来,基因编辑、靶向药物等前沿技术发展迅速,尤其是针对SOD1、C9orf72等致病基因突变的精准治疗方案,让渐冻症患者看到了延缓病情的可能。但在这些希望背后,隐藏着一个关键的安全隐患——药物脱靶效应,它可能让“救命药”变成“致病药”。今天,我们就来聊聊:药物脱靶检测于渐冻症药物研发的重要性。

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先弄明白:何为渐冻症的 “精准治疗” 与 “脱靶风险”?

渐冻症的核心致病机制是运动神经元的特异性死亡,约10%-15%的病例是由明确的单基因显性突变驱动,比如SOD1基因突变会产生有毒蛋白,持续损伤运动神经元。所谓“精准治疗”,就是通过基因编辑(如CRISPR-Cas9技术)或靶向药物,精准打击这些致病靶点从而抑制或延缓疾病进展。

但“精准打击”并不是轻易就能实现。以CRISPR-Cas9技术为例,其核心是靠向导RNA(gRNA)定位致病基因,再由Cas9蛋白切割突变DNA。可一旦gRNA与非靶基因的相似序列结合,就会导致Cas9错误切割正常基因,这就是“脱靶效应”。对于本就脆弱的渐冻症患者而言,脱靶效应可能会引发额外的基因突变,进而导致病情进一步恶化。对于传统药物研发,脱靶风险也同样存在。比如研究发现的部分渐冻症候选药物,因存在广泛的激酶抑制作用,可能对神经炎症和轴索变性相关的正常激酶造成影响,引发严重毒副反应。

因此,在药物进入临床试验前,通过相关检测技术对药物脱靶风险进行检测,是渐冻症治疗药物研发过程中不可或缺的一环。

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科技守御:脱靶检测技术为靶向治疗筑牢安全屏障

随着生物医药技术的发展,一系列高灵敏度的脱靶检测技术应运而生。它们就像“精准导航系统”,帮助科研人员及时发现药物的“跑偏”风险,优化治疗方案。

1. 人质膜蛋白阵列技术:药物特异性的“初筛利器

对于抗体药、CAR-T等生物制剂,脱靶的核心风险是与人体正常膜蛋白错误结合。守衡生物人质膜蛋白阵列技术平台拥有6000+膜蛋白质粒,通过将人体多种膜蛋白以天然构象表达在工具细胞表面,然后使用灵敏的高通量化学发光检测与流式细胞术相结合,对待测试样品进行结合相互作用的验证,就能直接找出药物可能结合的非靶蛋白。

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图二、高通量检测示意图


2. 全基因组测序技术:脱靶位点的“全面排查官”

通过高通量测序技术,全面分析基因编辑后细胞的完整基因组,精准识别基因组中的单核苷酸多态性(SNPs)、插入缺失(Indels)等突变,甚至染色体水平的结构变化;结合计算机算法先预测潜在脱靶位点,再通过测序结果验证,最终确认药物(如 CRISPR 疗法)是否仅靶向致病基因,排除脱靶风险

3. 高保真蛋白改造:从源头降低脱靶概率

对源头蛋白进行改造提升基因编辑的安全性。比如对CRISPR-Cas9系统的Cas9蛋白进行改造,开发出SpCas9-HF1、eSpCas9等高保真变体,通过突变其DNA结合结构域,降低与非靶DNA的结合能力,仅在gRNA与靶序列完全匹配时才切割。


但以上三种检测方法中人质膜蛋白阵列技术具备高灵敏度、高通量的双重优势,可同时检测药物与多种人体膜蛋白的结合情况,快速锁定可能的非靶蛋白,而且该方法已被纳入多项行业指导原则(如 CAR-T 药物申报必需提供相关检测数据),检测结果可直接用于药物申报的安全验证。

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希望曙光:脱靶检测护航,渐冻症治疗迎来新突破

正是有了这些脱靶检测技术的保驾护航,渐冻症的精准治疗研发才能得以稳步推进。在CRISPR治疗领域,针对SOD1突变的渐冻症小鼠模型,科研人员通过精准的脱靶检测和优化,已实现致病基因沉默、有毒蛋白清除,小鼠的运动功能得到显著改善。这些进展给了所有科研人员及渐冻症患者信心和希望,虽然攻克渐冻症的道路漫长且艰辛,但是我们仍有理由相信,随着精准医疗技术与脱靶检测技术的深度融合,未来终将有一天,能真正为渐冻的生命“解冻”,让患者重获自由活动的权利!


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守衡⽣物是⼀家专注于抗体特异性分析领先解决⽅案的⽣物技术公司,通过⾃主构建6000+膜蛋⽩质粒,建⽴了⾃动化、⾼通量检测平台,打造出国际首家人质膜蛋白阵列技术平台,能提供“⼀站式、⼀体化”的蛋⽩⾮特异性筛选服务;为药物安全性评估提供系统的解决⽅案。

守衡生物目前完成了多例已上市的单克隆抗体脱靶性研究,提供的检测数据报告已进行了IND、FDA申报,从而解决样品国外送检时间久,沟通成本高等一系列问题,助力研发团队的研发进程和IND申报加速,减少在研发和临床实验中的投入风险。




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