眼科疾病AAV 載體基因療法技術發展新動向

奚 靜

國家知識產權局專利局專利審查協作北京中心，北京 100160

基因療法，顧名思義就是改變人體原有的致病基因，從而消除疾病。對單基因遺傳疾病而言，基因療法具有不可比擬的治療優勢，它能從根本上補充或修復基因缺陷，恢復基因正常的生物學功能。

如何將治療基因轉入機體細胞是一個重要問題。治療基因是一段核苷酸序列，它不能自行進入細胞內，需要搭乘“轉運倉”方能進入，這個“轉運倉”就是本文介紹的重點——腺相關病毒（AAV），以該病毒為載體將治療基因導入機體細胞，AAV 是基因療法的首選載體。

具體來說，AAV 是一種單鏈DNA 病毒，目前尚未發現其對人體有致病性。AAV 由蛋白衣殼和單鏈DNA 基因組構成，未經改造的AAV 稱為野生型AAV。科學家將野生型AAV 衣殼內基因組中編碼病毒蛋白的部分完全刪除，并使用治療型基因取而代之，即重組腺相關病毒（rAAV）。重組腺相關病毒通過內吞作用進入細胞，并通過核孔進入細胞核，從衣殼中釋放出來的單鏈DNA 形成雙鏈DNA 后再進行重組，最后基因組能夠在不再進行有絲分裂的細胞中持續進行基因表達[1]。簡單來說，rAAV 載體攜帶的治療基因在進入細胞后，將轉錄翻譯為功能蛋白，可以達到治療疾病的目的。

1 基因療法在治療眼疾方面有顯著優勢

視網膜位于眼睛后部，視網膜細胞不會再分裂，可允許進行持續的基因表達且不會整合進入基因組，而且眼睛的免疫排斥反應較低，遺傳性視網膜變性疾病更適合進行基因治療。

眼睛的解剖結構明確、物理空間封閉有限，為局部給藥提供了優勢。此外，最關鍵的是，一系列眼部疾病的潛在遺傳因素已被鑒定出來，明確了基因療法所使用的治療基因，相信隨著AAV 載體技術的不斷成熟，越來越多針對不同眼部疾病基因的基因療法將取得臨床和商業領域的成功。

2 AAV 載體基因療法治療眼疾的應用現狀

萊伯氏先天性黑蒙癥是一種遺傳性視網膜變性疾病，患者會在早青中年時期經歷不可逆轉的視力喪失過程。2017 年12 月，美國生物技術公司Spark Therapeutics（星火治療有限公司）利用腺相關病毒（AAV）技術成功將該眼疾的基因療法商業化。

該公司的Luxturna 是首個獲批上市的、用于治療眼部罕見病的基因治療產品，正是利用AAV 這一“轉運倉”，可以將RPE65 基因的正常拷貝轉導入視網膜色素細胞，治療萊伯氏先天性黑蒙癥（LCA2）[2]。

近幾年，眼部基因療法的臨床試驗正在迅速增加，這些試驗主要針對多種罕見遺傳性視網膜疾病和基因突變角膜疾病，如無脈絡膜血癥、Leber 遺傳性視神經病變、Stargardt 病、X 連鎖視網膜劈裂和X連鎖視網膜色素變性等。

值得一提的是，2021 年6 月，武漢紐福斯生物科技有限公司宣布，我國首個臨床階段眼科體內腺相關病毒（AAV）基因治療藥物NR082 可用于由ND4 線粒體基因突變引起的一種遺傳性視神經病變，I、II、III 期第一階段臨床試驗在中國完成首例患者入組及給藥。

然而，并非所有眼部基因療法臨床試驗都一帆風順。2021 年7 月，美國基因療法公司Adverum 暫停了其AAV 基因治療藥物ADVM-022 用于治療糖尿病性視網膜病變黃斑水腫（DME）的II 期臨床試驗，原因是一例受試者在接受單次高劑量治療30 周后，出現了眼壓過低、炎癥及失明等嚴重不良反應。

3 AAV 眼部基因治療的技術瓶頸

作為一種新的治療方式，AAV 載體基因治療仍處于初級階段。AAV 產品是一種由病毒基因組和多種結構蛋白組成的復雜生物制劑，其上游開發及下游生產過程都面臨許多技術挑戰，例如，如何提高載體的靶向性和特定細胞類型的轉導能力、如何保質保量地實現大規模生產、如何克服預存免疫力[3]等。

前文提及的擁有全球第一個眼部罕見疾病的基因治療產品的美國星火治療有限公司（以下簡稱美國星火）在相關技術領域均申請了專利，如AAV 衣殼優化、大規模生產高質量AAV 產品的方法專利、克服預存免疫力的技術等。

除此之外，該公司還申請了涉及增強基因療法的治療效果專利（WO2020041773A1）以及將AAV載體基因治療與基因編輯技術相結合的專利（WO2016179038A1）。

可見美國星火的專利申請大部分涉及AAV 治療載體的平臺性技術，如培養、純化、生產方法、生產細胞系等，存在一定的領域通用性。如果美國星火掌握授權，這些專利將成為其他公司進入該領域較大的壁壘，還需進一步關注并分析其授權范圍。目前，美國星火通過PCT 途徑進入我國的案件至少有5 件正處于審查過程中，其主題均涉及該領域的平臺技術。

可見，作為基因療法的先鋒，美國星火治療有限公司已經在AAV 治療眼科疾病方面全面展開了專利布局，后續進軍該領域的創新主體需深入分析該公司的專利布局并跟進其專利授權情況。

相比之下，武漢紐福斯開發的治療萊伯氏遺傳性視神經病變（LHON）的相關申請有2 件，均涉及具體疾病和靶點的 AAV 載體。 其中，WO2020001657A1 的同族專利ZL 201980003485.0已在我國通過了加快審查程序，并于2021 年7 月獲得了授權，權利要求的保護范圍涉及具體序列的限定載體。

另外，武漢紐福斯其他大多數申請，如ZL 202011015907.7、ZL 202010743905.3 等也都集中于具體蛋白編碼基因的優化。這些專利能夠作為核心專利，很好地保護具體產品，但是在AAV 眼部基因治療的技術平臺上，國內公司還缺乏專利布局。

4 AAV 眼部基因治療的展望

前文提到的萊伯氏先天性黑蒙癥（LCA）是最嚴重的遺傳性致盲疾病之一，已知LCA 是由至少22個不同基因的任一突變引起的。美國星火開發的Luxturna 是針對由RPE65 突變LCA2 引起的LCA。目前，針對其他的突變基因也有多項專利申請，如下表所示。

基因LCA1公開號和申請人WO2011133933A2美國佛羅里達大學LCA8 LCA13 WO2015020522A1荷蘭萊頓大學醫學中心WO2018009814A1美國賓夕法尼亞州大學LCA5發明名稱用于治療萊伯氏先天性黑尾癥-1（LCA1）的rAAV-鳥苷酸環化酶組合物和方法用于治療LCA8 和進行性RP的重組AAV-CRUMB 同源物組合物和方法用于治療涉及RDH12 的病癥和疾病的方法和組合物用于眼部病癥的基因療法LCA10 WO2018160849A1美國賓夕法尼亞州立大學US2019201550A1美國EDITAS MEDICINE INC.用于治療CEP290 相關疾病的組合物和方法

其中，從2011 年開始就有針對LCA1 進行基因治療的專利申請了，但直至2017 年，針對LCA2 的基因治療產品才獲批，LCA1 項目未見進一步進展。可見，多項在研項目在臨床或臨床前折戟的概率較大，轉化為臨床上市療法還有待進行進一步的研究和試驗。

5 國內外創新主體專利布局存在差距

星火公司的WO2017173283A1 公開了一種純化重組腺相關（rAAV）載體顆粒的方法，提供了具有模塊化純化rAAV 載體的平臺工藝，可以用于純化不同的AAV 載體血清型/衣殼變體，包括去除工藝中的雜質和與生產相關的雜質。該申請的同族專利EP3436051B1 于2021 年7 月28 日在歐洲獲得專利授權。另外，星火公司的WO2017096039A1 涉及在適用于臨床應用的無血清懸浮細胞培養體系中，產生rAAV 載體的方法。該申請提供了細胞轉導或病毒（例如AAV）載體的生產平臺，可用于產生不同AAV 血清型/衣殼變體的模塊化平臺。可見，星火公司不囿于具體的疾病和靶點，其針對AAV 的通用平臺技術進行專利保護，該公司的專利布局在該領域具有顯著優勢。

反觀其他申請人，其保護范圍多著眼于具體產品，如荷蘭萊頓大學醫學中心附屬萊頓教學醫院的WO2015020522A1 涉及重組AAV-CRUMB 同源物組合物，用于治療或預防歸因于Crumbs 同源物-1（CRB1）基因突變的視網膜病癥，例如先天性利伯氏黑蒙8（LCA8）或色素性視網膜炎12（RP12）。WO2015020522A1 的同族專利US11246947B2 于2022 年2 月15 日在美國獲得授權。我國武漢紐福斯生物科技有限公司的WO2020001657A1 涉及包含特定核酸序列的rAAV，用于治療線粒體DNA（mtDNA）特定點突變導致的遺傳性視神經病變（LHON）。其同族專利CN110876269B 于2021 年7月30 日在我國獲得專利授權，同族專利US11034954B2 于2021 年6 月15 日在美國獲得專利授權。相對于星火公司的平臺技術，包括我國在內的創新主體的專利布局主要聚焦于具體產品，在專利保護上也相對受限，這些獨立產品的專利權可以被認為是分散的點，無法形成通用有效的專利保護網，容易被競爭對手繞開專利或進行反向跟蹤，且對競爭對手開發類似產品的牽制作用較小。

總體而言，AAV 載體基因療法的研發仍處于發展初期，在專利布局和臨床產品上還未形成完善的規模。國內生物技術公司若具有AAV 載體技術的研發基礎，則可在該領域繼續挖掘，眼科疾病也是該類載體應用較為成熟的領域。同時，在研發過程中，應該關注如星火公司之類的技術先驅者的專利布局，尤其要注意其通用平臺技術的專利布局情況，做好專利預警分析。同時，進一步挖掘自身技術，以星火公司的專利為對標，形成自己的平臺技術，提高專利技術的行業價值。這樣才能做到有備無患，未雨綢繆，充分發揮專利的作用，更好地維護產品市場和公司技術的先進性。

我們相信隨著基礎科學研究的不斷深入，會有更多潛在遺傳因素被鑒定出來，為相關基因進一步用于基因療法提供基礎，并且隨著AAV 產品平臺技術的不斷發展，專注于眼部疾病基因治療的公司也會越來越多，期待更多基因治療產品可以上市，惠及更多眼部疾病患者。