【佳學基因檢測】軟骨發(fā)育低下基因檢測

基因檢測與個性化治療介紹

罕見骨病占所有出生缺陷的 5%，但很少有骨病能得到個性化治療。以基因解碼技術(shù)為驅(qū)動的基因診斷、分子技術(shù)和治療技術(shù)的發(fā)展正在帶來無與倫比的治療方案的改進。佳學基因檢測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 25 個遺傳性骨骼疾?。℅SD）中的幾種新型疾病緩解療法之外，還討論了 20 多種個性化療法。佳學基因檢測收集的治療方法處于從臨床前研究到臨床試驗和批準藥物的不同階段，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)，但對于遺傳性骨骼疾?。℅SD） 療法來說，現(xiàn)在是一個激動人心的時刻。在討論新興療法時，佳學基因也探索從藥物再利用到子宮內(nèi)干細胞移植的藥物開發(fā)新方法。我們強調(diào)對骨病理生理學、遺傳途徑和開發(fā) GSD 基因療法的挑戰(zhàn)的進一步了解。

本文關(guān)鍵詞

骨骼、骨骼、發(fā)育不良、罕見、遺傳、遺傳、治療、個性化、針對性

佳學基因?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 《骨科基因檢測項目及其基因數(shù)目要求》所介紹的遺傳性骨骼疾病 (GSD) 的疾病分類學和分類中，有 436 個遺傳性骨骼疾病（GSD）涉及數(shù)百個致病基因。對遺傳性骨骼疾病（GSD）基本病理生理學途徑的進一步了解加速了人們對相關(guān)個性化治療的思考與應(yīng)用。

對骨骼疾病治療進展的回顧過程中，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，針對其他骨骼疾病的進一步療法被開發(fā)出來，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 的擴大治療。

對于臨床醫(yī)生來說，跟上這些進展是很困難的。佳學基因總結(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病（GSD，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，以便可以正確評估和應(yīng)用基因組、外顯子組/基因組測序的基因檢測所帶來的變異，并能夠識別新的表型。

骨科疾病致病基因鑒定基因解碼對治療的幫助

FGFR3 譜系疾病

成纖維細胞生長因子受體 3 基因 ( FGFR3 ) 突變會導(dǎo)致一組常染色體顯性遺傳疾病，其嚴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 負向調(diào)節(jié)軟骨內(nèi)骨化，因此激活FGFR3突變會限制軟骨內(nèi)生長，導(dǎo)致身材矮小。FGFR3 信號傳導(dǎo)的有效、悠久、長期、很久激活會激活兩個細胞內(nèi)信號級聯(lián)；STAT-1（信號轉(zhuǎn)導(dǎo)器和轉(zhuǎn)錄激活劑，導(dǎo)致軟骨細胞轉(zhuǎn)化為骨的減少）和 MAPK（絲裂原激活蛋白激酶，導(dǎo)致細胞外基質(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 FGFR3 二聚體穩(wěn)定），盡管對于我們在下面討論的生物學機制存在不同的立場。

HCH 的表現(xiàn)比 ACH 更輕微（肢體不對稱和身材矮小不太明顯，放射學檢查結(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）。賊近的文獻表明，由于更好的監(jiān)測和更新的治療方法，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，但問題仍然是這些病例是否真的是 HCH），其中超過 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。生長激素 (GH) 用HCH。

表格1：FGFR3基因相關(guān)骨骼疾病及相對差異

基因檢測后軟骨發(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 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，與軟骨細胞一起充當軟骨骨化的模板。但 STAT1 通路并未受到影響。

Vosoritide 的 2 期結(jié)果表明，與治療前的生長速度相比，安全性良好，年生長速度增加了 50%（每日皮下注射 15 μg/kg，持續(xù) 12 個月）。2019 年 7 月發(fā)表的 2 期研究的進一步結(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，年化生長速度可持續(xù)長達 42 個月。目前，位于謝菲爾德和倫敦的英國招募中心正在 5-18 歲兒童中進行 15 μg/kg 劑量的 3 期臨床試驗（NCT03197766 ）。 Vosoritide 在嬰兒和兒童中的2 期試驗正在進行中（NCT03583697 ）。年幼的兒童（年齡范圍，0 至 < 60 個月）。

盡管與護理標準相比，沃索立肽是一個重大突破，但長期結(jié)果仍令人擔憂。一些 ACH 患者的 CNP 水平升高，表明自然抵抗可能是一個問題。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 期試驗中，身體比例（上身長度與腿長之比）顯示 Vosoritide 治療沒有改善，可能是因為 STAT1 通路沒有被操縱。

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。載體自動水解可實現(xiàn) 7 天以上的可持續(xù)釋放。在健康成人中進行的 1 期試驗已經(jīng)完成，在 2019 年第三季度進行 2 期試驗。

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)。

早期的基因研究長期以來一直認為 ACH 是由不依賴配體的 FGFR3 激活引起的，為什么配體捕獲會有用呢？基因解碼的工作表明，F(xiàn)GFR3 的二聚化和過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胞系統(tǒng)造成的，盡管研究結(jié)果中沒有明確的共識表明導(dǎo)致 FGFR3 的多種機制延長細胞內(nèi)信號傳導(dǎo)。

TA-46 與 FGFR3 的天然配體結(jié)合，防止配體與 FGFR3 受體結(jié)合/過度激活 STAT1 和 MAPK 通路。因此，TA-46 實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度活躍的 FGFR3 信號轉(zhuǎn)導(dǎo)正?；A-46已于2018年獲得EMA（歐洲醫(yī)療機構(gòu)）和FDA（美國食品和藥物管理局）的孤兒藥資格認定，1期研究已完成，2期研究計劃于2019年底進行。對 ACH 小鼠模型中 sFGFR3（可溶性 FGFR3 蛋白）的研究表明，經(jīng)過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 顯示的鼻肛門長度增加有顯著改善。通過從根本上解決問題，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，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，名古屋大學的松下教授就通過藥物再利用，對用 Meclozine（一種常見的止吐藥）治療 3 周的 ACH 轉(zhuǎn)基因小鼠進行了癥狀緩解。美氯嗪顯示出總長度和身體比例的改善。作者預(yù)測，對于患有 ACH 的人來說，這種治療可能相當于身高增加 6-7 厘米。盡管美克洛嗪是一種常用處方藥，但安全性和藥代動力學數(shù)據(jù)僅限于成人，因此需要在兒童中進行臨床研究。這樣一項針對 5-11 歲兒童的試驗（單臂、開放、非盲法、非隨機）正處于招募階段（試驗 ID；UMIN000033052）。Meclozine 如何驅(qū)動 ACH 生長的機制正通過基因解碼進行研究，但據(jù)認為是由于通過抑制 ERK（細胞外信號調(diào)節(jié)激酶）與 MAPK 使 FGFR3 信號失活所致。

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 FGF3 的選擇性更強，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，從而阻斷下游信號傳導(dǎo)。因此，它可以抵消 FGFR3 的過度活躍。ACH 小鼠模型的 1 期試驗顯示，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 MAPK 途徑發(fā)揮作用，還通過 STAT 和 SOX9 (SRY-Box 9) 發(fā)揮作用。據(jù)報道，骨生長比 BMN-111 快 2-3 倍，并且沒有觀察到其他嚴重副作用，可能是因為與 FGFR1/2 相比，Infagratinib 對 FGFR3 TKI 具有選擇性。

表2：軟骨發(fā)育不全治療進展總結(jié)