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NIH人类和小鼠研究可能开启新的疗法寻找路径 + S: W6 v' T! a
2015年9月30日——美国国家卫生研究院(National Institutes of Health,NIH)科学家们发现,嵌入在人类基因组中的古老病毒基因的激活(活化,reactivation)可能造成某些形式ALS中神经元的破坏。研究结果发表于《科学-转化医学(ScienceTranslational Medicine)》期刊,暗示人类内源性逆转录病毒基因(human endogenous retroviral genes,HERVs)和ALS之间存在关联。相关发现也提出抗逆转录病毒药物(类似用于抑制HIV的药物)是否可能帮助某些ALS患者的问题。
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世代以来,人类一直在传递可能发生在数百万年前的HERV(人类内源性逆转录病毒)感染的基因残余。虽然近8%的正常人类基因组由这些基因构成,但对它们在健康和疾病中的作用知之甚少。 3 k8 |. c3 ^$ ~- M$ D" V: K
“人们称这些病毒基因为垃圾DNA。我们的研究结果表明它们可能在ALS中变得具有活性”该研究资深作者、NIH国家神经疾病和脑卒中研究所(National Institute of Neurological Disorders and Stroke ,NINDS)临床主管Avindra Nath博士说,“最终,我们希望研究结果能够导向对ALS的有效治疗。” ( J% D8 n5 a; l, ~* ], Q; b w
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ALS是一种致命的神经退行性疾病,破坏患者控制运动(包括语言、行走、呼吸和吞咽)的神经元。在罕见情况中,感染HIV的艾滋病患者会发展出ALS-样症状。在许多这样的病人中,(ALS-样)症状会被抗逆转录病毒药物治疗所逆转。之前的研究在一些ALS患者的血液中发现逆转录酶(reverse transcriptase,逆转录病毒基因编码的一种蛋白质),但不清楚其在ALS中所扮演的角色。 6 \* V0 L' r, k t5 J. q
这些观察促使Nath博士及其团队探索逆转录病毒和ALS之间可能的联系。出乎意料的,他们发现,内源性或遗传的逆转录病毒可能与ALS有关联。
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最初,他们表明,ALS患者大脑样本中,人类内源性逆转录病毒K(HERV-K)基因编码的信使RNA(mRNA)高于正常水平。在ALS患者大脑样本中还发现了被称为env的蛋白质(由一个关键HERV-K基因编码),但在健康人或阿尔茨海默病患者中没有发现这种蛋白质。他们还表明,HERV-K基因的激活会杀死培养皿中生长的健康人类神经元。
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ALS中的病毒基因——科学家们研究人类和小鼠大脑,发现看似不活跃的遗传性病毒基因可能与ALS有关。图片来自:NINDS,Nath实验室。 . Y9 ~6 G. C3 ^: D) @
为了测试HERVs在ALS中的作用,科学家们对小鼠进行基因修饰,使它们的神经元激活HERV-K env基因。小鼠死亡早于正常情况,存在平衡和行走问题,并且随年龄增长而逐渐恶化。在检查这些小鼠的大脑、脊髓和肌肉时,科学家们发现,只有控制运动的运动神经元遭到损害。神经系统其他部分中的细胞保持健康。 ) a6 k$ p) W7 p
“我们表明,运动神经元可能容易遭受在ALS中激活的这些基因的影响(susceptible)” Nath博士说道。
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最后,科学家们表明,HERV-K基因的激活可能由TDP-43控制,TDP-43是一种基因-调节蛋白(gene-regulating protein),与ALS密切相关,而且已知会控制HIV生产。在人类神经元中基因增强(genetically enhancing)TDP-43会增加细胞的HERV-K mRNA生产,而在其他细胞中基因阻断(genetically blocking)TDP-43会降低HERV-K逆转录酶活性。 - a0 [3 i5 q* _4 t: x O/ A
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Nath博士及其团队正在与约翰霍普金斯大学ALS中心合作研究抗逆转录病毒治疗能否有效控制ALS患者子集中的HERV-K复制。
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“我们可能已经发现了一种治疗神经退行性疾病的精准医学方案” Nath博士说道。
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关于美国国家卫生研究院(National Institutes of Health,NIH) 4 e6 R8 M7 Y* J t( t: N2 G
NIH是美国的国家性医学研究机构,包括27个研究所和研究中心,是美国卫生和公众服务部(U.S. Department of Health and Human Services)的组成部分。NIH是从事和支持基础、临床和转化医学研究的主要联邦机构,同时调查常见和罕见病的病因、治疗和治愈方法。更多信息可见:www.nih.gov。
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一、基本信息
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1. 官方名称:在ALS志愿者中使用抗逆转录病毒疗法抑制HERV-K临床试验 2. 招募:预计招募20位,仅通过邀请招募,开放招募 3. 治疗方式:口服药物 5. 主要研究人员:Avindra Nath博士 6. 阶段:I期 7. 实验类型:非盲 8. 首次发表于Clinicaltrials.gov日期:2015年5月5日 9. 开始日期:2015年4月,预计研究完成日期:2018年12月,预计主要完成日期:2016年12月
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二、试验目的 4 q/ I! L+ e" ]' C, L, i4 A) J: w
背景:一些ALS患者的血液中有高水平的HERV-K病毒(人类内源性逆转录病毒-K)。研究人员并不认为这种病毒会导致ALS,但他们不知道为什么有的ALS患者会有高水平的这种病毒。他们想知道如果用治疗HIV(人类免疫缺陷病毒)感染的药物抑制HERV-K会产生什么结果。 # g0 j( V6 |) E
目的:了解通常治疗HIV感染的药物会对ALS患者产生什么影响 ) P' ?0 o0 n% }8 h$ g8 K
三、细节信息
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在这个I期概念验证研究中,我们的目标是确定一种获批治疗HIV感染的抗逆转录病毒疗法是否也能够抑制ALS患者子集中的高水平HERV-K。我们打算在治疗前、治疗期间和治疗后分别使用定量PCR测量HERV-K的gag、env和polRNA转录血浆表达水平。我们将评估抗逆转录病毒疗法治疗这些参试ALS患者的安全性,同时探索ALS症状、生活质量、运动力量和肺功能的临床结果。
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我们将在HERV-Kgag转录血浆水平大于1000 copies/ml的ALS患者子集中进行研究。大约30%的ALS患者可能检测出HERV-K,大约10%的ALS患者可能大于1000 copies/ml。为了显示HERV-K能否被抑制,我们将从约10%的高水平患者中进行招募,从而确定抗逆转录病毒的效果。 ( e3 @% @6 e2 E5 L% Q
这是一个非盲研究,在10位ALS患者(HIV-阴性、HTLV-阴性、血浆高水平HERV-Kgag)中进行24周的联合抗逆转录病毒治疗。每位参试者都将经历大约44周的研究周期,包括8周的筛选窗口、24周的治疗期和12周的随访。如果在24周的治疗期结束前,参试者在连续两次测量中HERV-Kgag RNA水平检测不到(小于100 copies/ml),则满足主要结果并停止用药。所有参试者将至少接受8周治疗。参与者将定期进行安全性和临床结果随访。 7 e& k$ @& r5 W: @' X7 g6 k
主要结果测量是开始联合治疗(darunavir、ritonavir、raltegravir、和zidovudine)24周内,由定量PCR测试反映的血浆HERV-Kgag RNA表达水平检测不到的参试者比例。
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次要结果测量将是:(a)开始联合治疗24周内,血浆HERV-Kpol或env RNA转录水平检测不到的参试者比例;(b)不良事件(AEs)的频率和类型,继续接受治疗的能力(耐受性),体格检查、实验室测试结果、生命体征和体重指数(BMI),依此衡量抗逆转录病毒药物在ALS患者中的安全性。
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效果将通过以下测量的平均得分变化进行探索:ALS功能评分量表-修订(ALSFRS-R)、ALS特定生活质量问卷-修订(ALSSQOL-R)、肺活量和定量肌肉测试(肌力测定法)。
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