ProQR-RNA editing

作者 l MT

编辑 l 细胞房

2018年9月5日，ProQR公司宣布主打产品QR-110在治疗LCA（Leber’s先天性黑朦）的phase I/II中期临床结果显示，对患者视力准确度，眼球转动，感光（红蓝光刺激）和眼球震颤（Visualacuity, mobility course, full field stimulus test, ocular instability）都有统计学意义的提高，并无不良反应。启动II/III期临床，当天股价上涨120%。

ProQR的技术平台使用反义寡核甘酸作为guide RNA，通过RNA-editing的机制从mRNA编辑层面治疗由基因突变导致的疾病。管线中目前有四个产品：QR-110、QR-331、QR-421a和QR-010，此外还有相对早期的QR-411、QRX-504、QRX-704和QR1011。这里小编会选择QR-110和QR-010来介绍，两者使用不同机制，分别代表单碱基的替换和碱基的插入。

用于治疗LCA的QR-110

LCA（Leber’s 先天性黑朦）是一种可变剪切错误导致遗传病，是儿童遗传性失明的最常见原因，欧美有大约15,000名患者。LCA患者的CEP290蛋白质中的Cys998X突变（对应碱基c.2991 + 1655A> G突变），突变位置为exon 26和exon 27之间，导致内含子滞留，产生无意义的蛋白质。CEP290的突变使连接视椎和视杆细胞之间的纤毛生长障碍，影响视力。患者通常在出生后2到3个月出现症状，逐渐丧失视力，目前尚无临床批准治疗方案。

QR-110是一段反义核甘酸，介导发生碱基突变的mRNA进行“回复突变”，通过注射到眼睛的玻璃体内进行给药。下图摘自公司官网发布的poster，临床前的实验验证显示QR-110可以减少突变mRNA的表达，提高野生型（正常）CEP290 mRNA及蛋白质的表达。公司巧妙的使用iPSC建立的视椎细胞显示QR-110有助于其纤毛的生长（长度），并在小鼠模型中验证。

今年9月5号公布的phase I/II中期临床结果显示，在视力准确度的评估上，使用伯克利初级视力测试（BRVT）和糖尿病视网膜病变早期治疗（ETDRS）视力表打分，最佳矫正视力（BCVA）平均改善为-0.67 LogMAR（SEM 0.32），62.5％的受试者显示从基线改善大于-0.3 LogMAR。眼球移动的平均改善为2.6级（SEM 1.2），57.1％的受试者改善超过2.0级。红光灵敏度的平均改善为-0.74log Cd / m2（SEM 0.35），蓝光灵敏度的改善为-0.91log Cd / m2（SEM 0.38）。此外，患者的眼球震颤得到改善，且目前耐受性良好，无严重不良反应，对进一步的剂量递增或儿科剂量没有限制。

ADAR机制

A-to-I RNA编辑是一种转录后修饰，可将RNA的腺苷（A）转换为肌苷（I）非编码RNA转录本。由ADAR（RNA腺苷脱氨酶）催化，可以在转录后改变密码子，引入或去除剪接位点，或影响RNA分子与其自身或与其他RNA的碱基配对，相比多碱基插入机制研究相对清楚。

ADAR已被证明有助于编辑ApoB和GluR的pre-mRNA，目前与A-to-I RNA编辑相关的疾病见下面列表，包括癌症，神经系统疾病等。ADAR除了对pre-mRNA有编辑作用外，也有研究发现可作用于tRNA。

表1 A-to-I RNA编辑主要研究和人类相关疾病

用于治疗CF的QR-010

囊性纤维化（Cystic fibrosis，CF）是一种由CFTR突变导致的隐形遗传性疾病，90%的患者携带F508del的CFTR基因。CFTR蛋白是一个氯离子通道，控制Cl-和HCO3-的通过，CFTR功能缺陷会影响上皮组织的pH值，盐和水的平衡。由于CFTR主要表达在上皮细胞，因此有上皮细胞组成器官都会受到影响，是一种系统性疾病，但大部分去世的患者是由于肺部感染或肺纤维化，通常也会把CF叫肺囊纤维化。每年有2000个新增患者，主打治疗CF产品的Vertex市值450亿美元。

QR-010的设计简单，针对CFTR的mRNA的508位缺失的CUU对应增加了GAA。动物模型的给药方式为salin buffer溶解的QR-010肺部喷雾给药，实验发现QR-010可以均匀的分散在上皮组织表面的粘液中，并进入上皮细胞。小编也是很诧异，早年CF研究中使用病毒携载全长CFTR的第一个壁垒就是穿过CF患者肺部粘稠的痰液导致病毒侵染效率很低。

目前，只在多头绒泡菌（P.Polycephalum）和哺乳动物细胞的线粒体中存在可实现多碱基插入的复合物，蔗糖梯度离心发现复合物多为20S。至于QR-010作用是如何在上皮细胞的胞质内完成，很难去说，从机制或者分子水平验证来看，毕竟公司并不像QR-110那样公布对正常mRNA和蛋白质改变的证据。这里想到有实验室重复韩春雨之前的结果发现，Ago不是参与DNA编辑（剪切），而是RNA，这里也只是科研没有跟上临床应用的脚步。这里小编得采取不看机制看疗效的态度，已开展的I期临床试验部分结果显示，在6.25，12.5，25mg和50mg的剂量组中使用ppFEV（呼气到底测的肺活量）为检查标准，前三个剂量显示一定效果。

参考文献

1. ProQR官网（poster & publication）

Exploratory immune assaysdistinguish healthy volunteer from CF patient cohorts and were validated in adose escalation study of eluforsen (QR-010) in subjects with cystic fibrosishomozygous for the F508del CFTR mutation

A Phase 1b, Dose-escalation Studyof QR-010, a Novel Antisense Oligonucleotide Administered in Subjects withCystic Fibrosis Homozygous for the F508del CFTR Mutation

QR-010 via inhalation is safe,well-tolerated, and achieves systemic concentrations in a single ascending dosestudy in subjects with cystic fibrosis homozygous for the F508del CFTR mutation

QR-010 Significantly Improves CFTRfunction in Nasal Potential Difference Proof of Concept Study in Subjects withCF Homozygous for the F508del-CFTR mutation

QR-010 Penetrates the Mucus Barrierin Vitro and in Vivo

QR-110 Restores CEP290 in p.Cys998X(c.2991+1655A>G) LCA 10 Models

QR-110 Treatment for Leber’sCongenital Amaurosis Type 10: Restoration of CEP290 Levels in Optic Cup andFibroblast Models

QR-110 treatment for Leber’s congenitalamaurosis Type 10: Investigation of in vitro restoration of CEP290 levels andin vivo delivery of the oligonucleotide to the outer nuclear layer

2. Slotkin W, Nishikura K. Adenosine-to-inosine RNA editing and human disease[J]. Genome medicine, 2013, 5(11): 105.

3. Ruslan Aphasizhev, et al. A 100-kD complex of two RNA-binding proteins from mitochondria of Leishmania tarentolae catalyzes RNA annealing and interacts with several RNA editing components[J]. Rna, 2003, 9(1): 62-76.

4. Ruslan Aphasizhev, et al. Isolation of a U‐insertion/deletion editing complex from Leishmania tarentolae mitochondria[J]. The EMBO Journal, 2003, 22(4): 913-924.

5. Maas S, Rich A. Changing genetic information through RNA editing[J]. Bioessays, 2000, 22(9): 790-802.

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