【佳學(xué)基因檢測(cè)】軟骨發(fā)育低下基因檢測(cè)

基因檢測(cè)與個(gè)性化治療介紹

罕見骨病占所有出生缺陷的 5%，但很少有骨病能得到個(gè)性化治療。以基因解碼技術(shù)為驅(qū)動(dòng)的基因診斷、分子技術(shù)和治療技術(shù)的發(fā)展正在帶來(lái)無(wú)與倫比的治療方案的改進(jìn)。佳學(xué)基因檢測(cè)探討遺傳性骨骼疾病（GSD）不斷發(fā)展的治療前景；關(guān)鍵條件和關(guān)鍵差異。

基因解碼分析結(jié)果

除了超過(guò) 25 個(gè)遺傳性骨骼疾?。℅SD）中的幾種新型疾病緩解療法之外，還討論了 20 多種個(gè)性化療法。佳學(xué)基因檢測(cè)收集的治療方法處于從臨床前研究到臨床試驗(yàn)和批準(zhǔn)藥物的不同階段，包括：用于治療 X 連鎖低磷血癥的 Burosumab、用于治療遺傳性多發(fā)性外生骨疣的 Palovarotene、用于治療干骺端軟骨發(fā)育不良（Schmid 型）的卡馬西平、用于治療骨質(zhì)疏松癥假神經(jīng)膠質(zhì)瘤綜合征的碳酸鋰和抗硬化素治療以及用于骨質(zhì)疏松癥的新療法。佳學(xué)基因還介紹了軟骨發(fā)育不全、成骨不全 (OI)、磷酸酶減退 (HPP)、進(jìn)行性骨化性纖維發(fā)育不良以及 OI 和 HPP 臨床前研究中的 RNA 沉默療法的治療進(jìn)展。根據(jù)基因解碼的研究，盡管罕見病藥物開發(fā)面臨挑戰(zhàn)，但對(duì)于遺傳性骨骼疾病（GSD） 療法來(lái)說(shuō)，現(xiàn)在是一個(gè)激動(dòng)人心的時(shí)刻。在討論新興療法時(shí)，佳學(xué)基因也探索從藥物再利用到子宮內(nèi)干細(xì)胞移植的藥物開發(fā)新方法。我們強(qiáng)調(diào)對(duì)骨病理生理學(xué)、遺傳途徑和開發(fā) GSD 基因療法的挑戰(zhàn)的進(jìn)一步了解。

本文關(guān)鍵詞

骨骼、骨骼、發(fā)育不良、罕見、遺傳、遺傳、治療、個(gè)性化、針對(duì)性

佳學(xué)基因?qū)τ谶z傳性骨病的介紹

罕見骨病占所有出生缺陷的 5%，是全世界殘疾的重要原因，但它們?nèi)匀皇且唤M難以治療的疾病。在 《骨科基因檢測(cè)項(xiàng)目及其基因數(shù)目要求》所介紹的遺傳性骨骼疾病 (GSD) 的疾病分類學(xué)和分類中，有 436 個(gè)遺傳性骨骼疾病（GSD）涉及數(shù)百個(gè)致病基因。對(duì)遺傳性骨骼疾病（GSD）基本病理生理學(xué)途徑的進(jìn)一步了解加速了人們對(duì)相關(guān)個(gè)性化治療的思考與應(yīng)用。

對(duì)骨骼疾病治療進(jìn)展的回顧過(guò)程中，我們注意到，起初都專注于眾所周知的稀有條件；軟骨發(fā)育不全 (ACH)、成骨不全、低磷酸酯酶癥、進(jìn)行性骨性纖維發(fā)育不良 (FOP) 和粘多糖沉積癥（MPS，類型；I-II、IVa、VI）。隨后，針對(duì)其他骨骼疾病的進(jìn)一步療法被開發(fā)出來(lái)，例如：遺傳性多發(fā)性外生骨疣 (HME)、干骺端軟骨發(fā)育不良 Schmid 型 (MCDS)、骨硬化、X 連鎖低磷血癥 (XLH)、MPS IIIB (Sanfillippo B) 和 MPS VII (Sly)，以及 ACH 和 OI 的擴(kuò)大治療。

對(duì)于臨床醫(yī)生來(lái)說(shuō)，跟上這些進(jìn)展是很困難的。佳學(xué)基因總結(jié)了遺傳性骨骼疾病（GSD不斷發(fā)展的治療前景，討論了正在開發(fā)或使用的靶向治療的遺傳性骨骼疾?。℅SD，探討了病癥/治療的基因組基礎(chǔ)，并在相關(guān)的情況下討論了臨床診斷，考慮了主要差異。“了解”條件及其微妙之處非常重要，以便可以正確評(píng)估和應(yīng)用基因組、外顯子組/基因組測(cè)序的基因檢測(cè)所帶來(lái)的變異，并能夠識(shí)別新的表型。

骨科疾病致病基因鑒定基因解碼對(duì)治療的幫助

FGFR3 譜系疾病

成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子受體 3 基因 ( FGFR3 ) 突變會(huì)導(dǎo)致一組常染色體顯性遺傳疾病，其嚴(yán)重程度依次遞減包括：致死性發(fā)育不良 (TD)、軟骨發(fā)育不全 (ACH) 和軟骨發(fā)育不全 (HCH)。FGFR3 負(fù)向調(diào)節(jié)軟骨內(nèi)骨化，因此激活FGFR3突變會(huì)限制軟骨內(nèi)生長(zhǎng)，導(dǎo)致身材矮小。FGFR3 信號(hào)傳導(dǎo)的有效、悠久、長(zhǎng)期、很久激活會(huì)激活兩個(gè)細(xì)胞內(nèi)信號(hào)級(jí)聯(lián)；STAT-1（信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)器和轉(zhuǎn)錄激活劑，導(dǎo)致軟骨細(xì)胞轉(zhuǎn)化為骨的減少）和 MAPK（絲裂原激活蛋白激酶，導(dǎo)致細(xì)胞外基質(zhì) (ECM) 的產(chǎn)生減少。

致死性發(fā)育不良 (TD)是賊常見的致命性骨骼疾病之一?；颊叱霈F(xiàn)嚴(yán)重的小肢畸形、大頭畸形、額葉隆起和胸廓體積縮小。

ACH 是導(dǎo)致身材不成比例矮小賊常見的產(chǎn)后原因。與致死性發(fā)育不良 (TD)不同，ACH 的肢體縮短程度較輕，呈根狀縮短，伴有多余的皮膚褶皺、髖部和肘部旋轉(zhuǎn)減少以及干骺端張開。典型的面部特征包括：巨大頭畸形、額葉隆起、鼻梁凹陷、牙齒擁擠、中面部發(fā)育不全（給人下巴突出的印象），以及三叉戟形手、膝內(nèi)翻和短指。ACH 與許多骨科、神經(jīng)系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)和耳鼻喉科并發(fā)癥有關(guān)，例如枕骨大孔狹窄、顱頸不穩(wěn)定、睡眠呼吸暫停、限制性和阻塞性肺病、脊柱側(cè)凸、椎管狹窄、反復(fù)性耳部感染、慢性疼痛和肥胖。該病的發(fā)病率為 25,000 例活產(chǎn)兒中就有 1 例，并且 80%?? 的病例是新發(fā)的。大約 97% 的 ACH 病例是由FGFR3的 G380R 取代引起的，導(dǎo)致配體依賴性功能獲得（通過(guò) FGFR3 二聚體穩(wěn)定），盡管對(duì)于我們?cè)谙旅嬗懻摰纳飳W(xué)機(jī)制存在不同的立場(chǎng)。

HCH 的表現(xiàn)比 ACH 更輕微（肢體不對(duì)稱和身材矮小不太明顯，放射學(xué)檢查結(jié)果也更輕微）。HCH 患者的預(yù)期壽命正常，而歷史文獻(xiàn)表明，由于上述并發(fā)癥，ACH 患者的壽命平均縮短 10 年（特別是 4 歲以下兒童，由于腦干受壓導(dǎo)致猝死）。賊近的文獻(xiàn)表明，由于更好的監(jiān)測(cè)和更新的治療方法，壽命更接近正常。大約 70% 的 HCH 病例是由 FGFR3 突變引起的（其余病例的原因未知，但問(wèn)題仍然是這些病例是否真的是 HCH），其中超過(guò) 90% 是由 N540K 突變引起的（約 70 年內(nèi) C > A） %，C > G 約 30%）。FGFR3 上已知的其他 20 多種突變包括：N540 T、N540S 和 I538V。生長(zhǎng)激素 (GH) 用HCH。

表格1：FGFR3基因相關(guān)骨骼疾病及相對(duì)差異

基因檢測(cè)后軟骨發(fā)育不全可以用的藥物制劑：Vosoritide（CNP 類似物）和 TransCon CNP

盡管目前 FDA 尚未批準(zhǔn) ACH 治療方法，但 Biomarin 已開發(fā)出 Vosoritide (BMN111)，這是一種源自天然人類肽的 C 型利尿鈉肽 (CNP) 類似物。天然存在的 CNP 由于酶降解而半衰期較短，而 BMN-111 可抵抗酶的蛋白水解活性。CNP 是 FGFR3 的已知負(fù)調(diào)節(jié)因子。它與利鈉肽受體 2 (NPR2) 結(jié)合，誘導(dǎo) 5'-三磷酸鳥苷 (GTP) 合成環(huán)鳥苷-3'.5' 單磷酸 (cGMP)，從而抑制 MAPK 通路。

Vosoritide 可增加 ECM 的產(chǎn)生，與軟骨細(xì)胞一起充當(dāng)軟骨骨化的模板。但 STAT1 通路并未受到影響。

Vosoritide 的 2 期結(jié)果表明，與治療前的生長(zhǎng)速度相比，安全性良好，年生長(zhǎng)速度增加了 50%（每日皮下注射 15 μg/kg，持續(xù) 12 個(gè)月）。2019 年 7 月發(fā)表的 2 期研究的進(jìn)一步結(jié)果顯示，35 名研究參與者的副作用總體較輕微，其中 30 人完成了研究；2名患者因害怕針頭而退出。在 15 μg/kg 和 30 μg/kg 劑量下，年化生長(zhǎng)速度可持續(xù)長(zhǎng)達(dá) 42 個(gè)月。目前，位于謝菲爾德和倫敦的英國(guó)招募中心正在 5-18 歲兒童中進(jìn)行 15 μg/kg 劑量的 3 期臨床試驗(yàn)（NCT03197766 ）。 Vosoritide 在嬰兒和兒童中的2 期試驗(yàn)正在進(jìn)行中（NCT03583697 ）。年幼的兒童（年齡范圍，0 至 < 60 個(gè)月）。

盡管與護(hù)理標(biāo)準(zhǔn)相比，沃索立肽是一個(gè)重大突破，但長(zhǎng)期結(jié)果仍令人擔(dān)憂。一些 ACH 患者的 CNP 水平升高，表明自然抵抗可能是一個(gè)問(wèn)題。此外，每日皮下注射并不理想。Vosoritide 的壽命較短，導(dǎo)致峰谷比較高，一些患者出現(xiàn)低血壓，這與賊大血藥濃度一致，表明存在因果關(guān)系。

在 2 期試驗(yàn)中，身體比例（上身長(zhǎng)度與腿長(zhǎng)之比）顯示 Vosoritide 治療沒(méi)有改善，可能是因?yàn)?STAT1 通路沒(méi)有被操縱。

Ascendis Pharma 開發(fā)了一種緩釋 CNP 類似物 (TransCon CNP)，其中 CNP 與 TransCon 載體結(jié)合并受到 TransCon 載體的屏蔽。載體自動(dòng)水解可實(shí)現(xiàn) 7 天以上的可持續(xù)釋放。在健康成人中進(jìn)行的 1 期試驗(yàn)已經(jīng)完成，在 2019 年第三季度進(jìn)行 2 期試驗(yàn)。

軟骨發(fā)育不全的藥物：TA-46

TA-46 是一種特別旨在改善解剖比例的藥物。TA-46 是一種重組 FGFR3 配體捕獲劑（人 FGFR3 的可溶形式），賊初由 Therachon AG 開發(fā)。

早期的基因研究長(zhǎng)期以來(lái)一直認(rèn)為 ACH 是由不依賴配體的 FGFR3 激活引起的，為什么配體捕獲會(huì)有用呢？基因解碼的工作表明，F(xiàn)GFR3 的二聚化和過(guò)度激活是配體依賴性的，早期和晚期工作之間的差異可能是由于不同的細(xì)胞系統(tǒng)造成的，盡管研究結(jié)果中沒(méi)有明確的共識(shí)表明導(dǎo)致 FGFR3 的多種機(jī)制延長(zhǎng)細(xì)胞內(nèi)信號(hào)傳導(dǎo)。

TA-46 與 FGFR3 的天然配體結(jié)合，防止配體與 FGFR3 受體結(jié)合/過(guò)度激活 STAT1 和 MAPK 通路。因此，TA-46 實(shí)際上是一種誘餌受體或“配體陷阱”。因此，TA-46 在更根本的水平上使過(guò)度活躍的 FGFR3 信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)正常化。TA-46已于2018年獲得EMA（歐洲醫(yī)療機(jī)構(gòu)）和FDA（美國(guó)食品和藥物管理局）的孤兒藥資格認(rèn)定，1期研究已完成，2期研究計(jì)劃于2019年底進(jìn)行。對(duì) ACH 小鼠模型中 sFGFR3（可溶性 FGFR3 蛋白）的研究表明，經(jīng)過(guò)治療的小鼠的癥狀得到了緩解，其身體比例與健康野生型 (w/t) 小鼠相似，這比 CNP 顯示的鼻肛門長(zhǎng)度增加有顯著改善。通過(guò)從根本上解決問(wèn)題，TA-46 再次令人興奮，盡管脫靶效應(yīng)仍有待觀察。

人們希望 TA-46 不僅能增加垂直生長(zhǎng)，還能增加骨骼厚度。這可能意味著椎孔寬度增加，從而顯著降低椎管狹窄引起的發(fā)病率。輝瑞賊近收購(gòu)了 Therachon，因此 TA-46 將被稱為 Recifercept。

軟骨發(fā)育不全的藥物制劑：美克洛嗪

早在 2015 年，名古屋大學(xué)的松下教授就通過(guò)藥物再利用，對(duì)用 Meclozine（一種常見的止吐藥）治療 3 周的 ACH 轉(zhuǎn)基因小鼠進(jìn)行了癥狀緩解。美氯嗪顯示出總長(zhǎng)度和身體比例的改善。作者預(yù)測(cè)，對(duì)于患有 ACH 的人來(lái)說(shuō)，這種治療可能相當(dāng)于身高增加 6-7 厘米。盡管美克洛嗪是一種常用處方藥，但安全性和藥代動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)僅限于成人，因此需要在兒童中進(jìn)行臨床研究。這樣一項(xiàng)針對(duì) 5-11 歲兒童的試驗(yàn)（單臂、開放、非盲法、非隨機(jī)）正處于招募階段（試驗(yàn) ID；UMIN000033052）。Meclozine 如何驅(qū)動(dòng) ACH 生長(zhǎng)的機(jī)制正通過(guò)基因解碼進(jìn)行研究，但據(jù)認(rèn)為是由于通過(guò)抑制 ERK（細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶）與 MAPK 使 FGFR3 信號(hào)失活所致。

軟骨發(fā)育不全的藥物制劑：Infigratinib

QED Tx 制藥公司開發(fā)了 Infigratinib，一種泛 FGFR (1-3) TKI（酪氨酸激酶抑制劑），與其他 FGFR 相比，它對(duì) FGF3 的選擇性更強(qiáng)，已在膽管癌患者中顯示出有意義的臨床活性。Infigratinib 主要阻斷細(xì)胞內(nèi) MAPK 受體（以及 STAT 和 SOX9 通路）的酪氨酸激酶活性，從而阻斷下游信號(hào)傳導(dǎo)。因此，它可以抵消 FGFR3 的過(guò)度活躍。ACH 小鼠模型的 1 期試驗(yàn)顯示，軸骨和四肢骨骼均得到改善，枕骨大孔異常和椎間盤缺陷得到糾正，不僅通過(guò) MAPK 途徑發(fā)揮作用，還通過(guò) STAT 和 SOX9 (SRY-Box 9) 發(fā)揮作用。據(jù)報(bào)道，骨生長(zhǎng)比 BMN-111 快 2-3 倍，并且沒(méi)有觀察到其他嚴(yán)重副作用，可能是因?yàn)榕c FGFR1/2 相比，Infagratinib 對(duì) FGFR3 TKI 具有選擇性。

表2：軟骨發(fā)育不全治療進(jìn)展總結(jié)