1 つで完了ですか? CRISPR は複数の疾患の臨床見通しをどのように変えるのか

10 年ほど前、SF を現実にした論文が Science1 誌に掲載されました。 Emmanuel Charpentier、Jennifer Doudnaらは、細菌免疫系の要素を利用して、これまでの遺伝子編集ツールよりもはるかに簡単で汎用性の高い方法でゲノム編集を実行する手段を特定したと報告した。

このシステムは CRISPR (clustered Regular interspaced palindromicrepeats の略) と呼ばれ、遺伝子変異によって引き起こされる疾患の治療に使用するために学術機関や営利企業によって開発されてきました。

この技術により、Cas9 と呼ばれる CRISPR 関連タンパク質内に保持される RNA ガイドによって決定される位置で DNA に変更を加えることができます。 Cas9 は、RNA ガイドによって指定された部位で DNA の両鎖を切断するヌクレアーゼ酵素です。 次に細胞は、二本鎖切断部分の配列を少し変えて二本鎖切断部分の末端を貼り合わせるか、切断部位に新しい DNA 断片を組み込むことによって DNA を修復します。 重要なのは、20 塩基のガイド RNA 配列は簡単に変更できるということです。これは、Cas9 を別の遺伝子にリダイレクトするのが比較的簡単であることを意味します。

CRISPR-Cas9 が効率の向上と低コストを伴うこのシンプルさにより、同様に二本鎖 DNA 切断を生成するジンクフィンガーヌクレアーゼおよび転写活性化因子のようなエフェクターヌクレアーゼに基づく初期の遺伝子編集技術を急速に追い越しました。

現在、承認されたCRISPR療法の最初のレースが行われており、急速な進歩は、臨床的成功の点で2023年が遺伝子編集にとって大きな年になる可能性が高いことを示唆しています。

今年3月、ロンドンで開催されたヒトゲノム編集に関する第3回国際サミットで、ハーバード大学ブロード研究所教授でハワード・ヒューズ医学研究所の研究員であり、ゲノム編集を専門とする多数の企業の共同創設者でもあるデビッド・リュー氏は講演した。遺伝子編集研究者らは、当時、clinicaltrials.gov には 53 件の治療用遺伝子編集臨床試験が掲載されていたと述べた。 このうち 3 分の 2 には CRISPR ヌクレアーゼが関与しており、破壊された場合に臨床効果が得られる配列を標的とした治療法で 200 人を超える患者がすでに治療されています。

現時点で、この競争の最有力候補は、Vertex Pharmaceuticals と CRISPR の共同研究で開発された鎌状赤血球症 (SCD) および輸血依存性βサラセミア (TDT) の CRISPR-Cas9 ベースの治療法である Exa-cel であると思われます。治療薬。

SCD は、病態生理学がすでによく理解されており、満たされていない臨床ニーズが大きいため、遺伝子編集による治療の良い標的です。 実際、世界中で何百万人もの人々が SCD を抱えて暮らしており、毎年約 30 万人の赤ちゃんがこの状態で生まれています。2

この遺伝性疾患は、成人ヘモグロビンの主要成分をコードするβグロビン遺伝子（HBB）の変異によって引き起こされます。 この病気は、三日月または「鎌」の形をした赤血球を特徴とし、血中酸素濃度の低下と血管の閉塞を引き起こします。 これらは慢性急性疼痛症候群、重度の細菌感染、壊死、慢性臓器損傷、寿命の短縮を引き起こします。 しかし、鎌状赤血球症の患者は健康に生まれ、胎児ヘモグロビンの遺伝子が抑制され、成人ヘモグロビンに置き換わるため、乳児期になって初めて病気が現れ始めます。

現在、CRISPR を使用して SCD 患者を治療するには 2 つの戦略があります。 1 つ目は、HBB 変異の影響を受けない胎児ヘモグロビンのレベルを高めることを目的とし、2 つ目は変異を直接修復するように設計されています。 どちらも幹細胞を患者から採取し、CRISPR で編集して再注入するという ex vivo アプローチを使用して実行されます。

Exa-cel は、SCD および TBT 患者における胎児ヘモグロビン 3 のレベルに関連することが知られている BCL11A 赤血球エンハンサーを標的としています。 この位置の遺伝子を CRISPR-Cas9 で編集すると、胎児ヘモグロビンの抑制がオフになります。

2022年12月の米国血液学会年次総会で発表されたデータによると、SCD患者31人にexa-celが注入されており、全員が血管閉塞危機（VOC）として知られる循環閉塞の痛みを伴う症状を起こしていないことが示された。 4 治療前、参加者は年間平均 4 個の VOC を報告しました。 3 か月後、胎児ヘモグロビンの平均割合は 20% 以上でした。

同じ会議で、exa-cel を受けた最初の TBT 患者 44 人に関する対応するデータが発表されました 5。このうち 42 人は治療後に赤血球輸血を中止しました。 最後の輸血からの期間の中央値は9か月で、16人の患者は最後の輸血から少なくとも1年以上経過していた。 研究前の 2 年間、患者は平均して年間 36 ユニットの血液を受け取りました。

これらの結果を受けて、Vertex と CRISPR Therapeutics は、SCD と TDT の両方に対する exa-cel の米国食品医薬品局 (FDA) への生物製剤ライセンス申請 (BLA) の完了を発表しました。 BLAには優先審査の要請が含まれており、これが認められれば、FDAによる申請の審査期間は、提出時から12か月という標準的な審査スケジュールから8か月に短縮されることになる。 これは、この治療法が今年末までに承認される可能性があることを意味する。

BLA の発表からわずか数週間後、エディタス メディスンも SCD 臨床市場への歩みにおいて大きなマイルストーンに到達しました。 同社は、SCD治療のための遺伝子編集治験薬であるEDIT-301の希少疾病用医薬品の指定を受けた。

EDIT-301 は別の ex vivo 自己治療法ですが、独自の AsCas12a ヌクレアーゼを使用して g-グロビン遺伝子を編集し、胎児ヘモグロビンを増加させる点で exa-cel とは異なります。 現在、RUBY試験で研究が進められており、今年末までに20人のSCD患者に投与する予定だ。 最初の臨床アップデートは今年半ばまでに発表される予定です。

商業的な領域から離れて、非営利のイノベーティブ ゲノミクス研究所 (IGI) はカリフォルニア大学と協力して、CRISPR-Cas9 を使用して HBB 遺伝子の変異を直接修正し、通常のヘモグロビン生成を回復することに取り組んでいます。 この方法の第 I/II 相試験への登録は、今年後半に開始される予定です。6

SCDおよびTDTに対する進歩と「一度で完了」療法の可能性にもかかわらず、細胞操作の体外での性質や、治療前に血液系を置き換えるための強力な切除化学療法の必要性など、広範な普及には依然として多くのボトルネックが存在します。処理。

SCDとTDTとは別に、他のいくつかの疾患も、そう遠くない将来にCRISPRベースの治療法で治療される見込みであり、その一部には、切除して治療した細胞ではなく、体内での遺伝子編集の誘導が含まれます。研究室で。

in vivo 遺伝子編集に取り組む大手企業の 1 つが Intellia Therapeutics です。 初期段階の臨床試験では2つの候補者がいる。

この 2 つのうち、NTLA-2002 は規制プロセスにおいてわずかに進んでおり、第 I/II 相試験の第 II 相部分がすでに米国外で進行中です。 Intelliaは3月、NTLA-2002の治験新薬（IND）認可を取得したと発表し、これにより同社はこの部分の研究に米国からの患者を含めることが可能になる。

NTLA-2002は、遺伝性血管浮腫（HAE）を対象としています。遺伝性血管浮腫（HAE）は、世界中で約5万人に1人が罹患しており、体の痛みを伴う腫れという重篤な発作を伴い、喉に腫れが生じて気道が狭くなると致命的となる可能性があります。 この遺伝子編集療法では、CRISPR-Cas9 を使用して、カリクレイン前駆体タンパク質であるプレカリクレインをコードするカリクレイン B1 遺伝子を不活化します。 このタンパク質の過剰発現はブラジキニンシグナル伝達の調節不全を引き起こし、その結果、血管漏出と最終的には腫れを引き起こします。

米国アレルギー・喘息・免疫学会の2022年年次学術会議で発表されたデータは、脂質ナノ粒子（LNP）を使用して肝臓の肝細胞に送達されるNTLA-2002が、血漿カリクレインレベルを65％～92％低下させることを示した。投与量に応じて、研究に参加した10人の患者の間で7、発作の平均減少率は、現在も収集中のデータを含む16週間の一次観察期間終了時点で89%でした。

トランスサイレチン (ATTR) アミロイドーシスを標的とする NTLA-2001 のデータも有望です。8 この状態は、TTR と呼ばれるミスフォールドタンパク質に起因し、心臓にアミロイド沈着を蓄積させ、進行性心不全を引き起こします。 これまでに、研究の2つの部門にわたって27人の患者が治療を受けており、治療用量を受けたすべての患者は、ミスフォールドTTRタンパク質の血清レベルの90％近くまたはそれ以上の減少を経験した。

Intellia の投資家向け広報およびコーポレートコミュニケーション担当上級副社長のイアン・カープ氏は、「今後 1 ～ 2 年間で、これらのプログラムの両方を登録または極めて重要な試験段階に導入することが私たちの目標です」と述べています。

Intellia はまた、IND 実現段階にある 3 つの製品を持っています。1 つは、α-1 アンチトリプシン欠乏症に関連する肝臓疾患と肺疾患用の NTLA-2003 と NTLA-3001 です。もう 1 つは、血友病 B 用に Regeneron と提携して開発中の製品です。

インビボ候補に加えて、インテリアはエクスビボ製品もパイプラインに入れており、そのうちの 1 つである NTLA-6001 は CD30+ リンパ腫の治療のための IND 実現段階にあります。

Karp 氏は Inside Precision Medicine に対し、同社は「常にフルスペクトルの遺伝子編集会社になるという目標を掲げてきた。Intellia はまた、自社のモジュール式プラットフォーム技術により、迅速かつ再現可能な創薬への道がもたらされると信じている」と語った。

「私たちが使用する要素の多くは他の病気にも使用できるため、新しいターゲットや新しい病気を選択するときに、最初から始める必要はありません」と彼は言います。 これは、開発時間とコストの両方を削減するのに役立ちます。

CRISPR ベースの治療の初期臨床試験も、慢性尿路感染症 (Locus biosciences)、HIV (Excision Biotherapeutics)、および CRISPR が使用される白血病やリンパ腫などのいくつかのがんに対して、生体内と体外の両方で進行中です。健康なドナー由来の同種異系「既製」CAR-T 細胞を作成します。 CRISPR がん治療薬の第 I 相試験を行っている企業には、CRISPR Therapeutics (白血病およびリンパ腫)、Caribou Biosciences (非ホジキンリンパ腫)、さらに英国の Great Ormond Street Hospital が含まれます。これらの病院は、CD19 標的細胞を使用した小規模な第 I 相試験を小児疾患の小児に実施しています。 B細胞白血病。

遺伝子編集の状況は、臨床試験に移行する薬剤の数だけでなく、使用される技術の点でも急速に変化しています。

ロンドンのUCLグレート・オーモンド・ストリート小児衛生研究所の細胞・遺伝子治療教授ワシーム・カシム氏は、「私たちが今使っているものは、5年後、10年後には使われていないかもしれない。時代は進んでいる」と語る。

ベースの編集は、物事がどのように進んでいるかを示す一例です。 ハーバード大学の Liu の研究室によって開発された塩基編集により、従来の CRISPR よりも正確な遺伝子補正が可能になります。9 Base エディターは、二本鎖切断やドナー DNA テンプレートを必要とせずに、標的の DNA 部位に最も一般的な 4 種類の点突然変異を導入または補正します。

CRISPR療法については、「これまでの臨床試験は、正確な遺伝子修正によって対処できるはるかに大きな適応症ではなく、遺伝子の破壊や欠失が治療効果があるSCDやATTRなどの疾患にほとんど限定されてきた」とLiu氏は言う。

カシム氏の研究室は塩基編集臨床試験の第 I 相結果を初めて報告し、その結果は多くのメディアの注目を集めた。 研究チームはこの技術を使用して、小児の再発・難治性 T 細胞性急性リンパ芽球性白血病 (T-ALL) 向けに多重編集された CAR T 細胞を作成しました。10、最初の患者は 2022 年 5 月に治療されました。28 日目の骨髄評価では、形態学的寛解が示されました。そして今日まで癌は検出されないままである。 さらに2人の患者も治療を受けており、研究者らは合計10人を採用したいと考えている。 カシム氏は、初期の臨床所見を含む出版物が現在審査中であると述べた。

塩基編集候補を対象とした他にも 3 つの第 I 相試験が進行中です。VERVE-101、BEAM-101、BioRay Laboratories の BRL-103 で、それぞれ家族性心疾患、SCD/TDT、TDT を対象としています。 もう1つのBEAM-201は、ALLおよび急性骨髄性白血病に対する多重編集CAR T細胞療法であり、IND有効化をクリアしており、2つはグリコーゲン貯蔵疾患とα-1アンチトリプシン欠乏症に対するIND有効化段階にある（BEAM-301およびBEAM） -302）。

塩基編集によって導入できる突然変異を超えた正確な遺伝子編集を可能にするために、Liu氏とチームはプライム編集も開発した。これは、ニックを入れた標的DNAを使用して、プライム編集ガイドRNA（pegRNA）にコードされている編集配列の逆転写をプライムするものである。 この pegRNA は、編集の対象部位を指定するだけでなく、編集内容をコード化します。

Liu氏によると、プライムエディターは、二本鎖切断やドナーDNAテンプレートを必要とせずに、可能な12種類のDNA置換すべてに加え、標的を絞った正確な欠失や挿入を実行できる、非常に多用途かつ正確な遺伝子編集を可能にするという。 彼の研究室は現在、ハンチントン病やフリードライヒ運動失調などのトリヌクレオチドリピート障害の根本原因を修正するためにプライム編集を使用できないか検討中です。

現在、遺伝子編集の成功を示す臨床試験がいくつかあるが、目標をまだ達成していない臨床試験もある。 たとえば、CRD-TMH-001 臨床試験は、筋ジストロフィー患者 1 人 (CRD 創設者の兄弟) を治療するために、バイオテクノロジー非営利団体 Cure Rare Disaster (CRD) によって開始されました。 参加者のテリー・ホーガン氏は治療投与後しばらくして死亡したが、同社は最近、彼の死は実験的治療薬の送達に使用されたウイルスベクターに対する副作用による可能性が高いと発表した。 ウイルスベクターに対する反応は一般的な合併症であり、多くの企業が現在、生体内で治療を提供するための LNP などの新しいベクターを研究しています。

レーベル先天性黒内障10に起因する失明の治療法であるEDIT-101は臨床的にある程度の成功を収めたものの、エディタス社は臨床人口が非常に少ないため、治療法の臨床開発を中止することを決定した。 将来的には適切なパートナーと再開する可能性があると同社は述べている。 別の挫折として、グラファイト・バイオは、治療に関連する可能性が高いと考えられた重篤な有害事象（汎血球減少症）を受けて、自社の主要プログラムであるSCD遺伝子治療薬ヌラベグロゲン・オートゲテムセル（nula-cel）の開発を中止した。

遺伝性疾患では臨床人口が少ないのが一般的であり、これらの各患者の治療法を開発するのに必要な費用と時間が法外にかかる場合があります。 これに対処するために、IGIの科学者らは、ゲノム編集と組み合わせて、染色体19上の不要な遺伝子をゲノムの安全地帯として利用し、個々の劣性疾患に対する修正導入遺伝子を「プラグアンドプレイ」できるようにすることで、治療へのアクセスを改善する取り組みを行っている。と、カリフォルニア大学バークレー校の分子細胞生物学教授であり、IGIの技術・翻訳担当ディレクターであるフョードル・ウルノフ氏は、ヒトゲノム編集サミットでこう説明した。

その考えは、「変異遺伝子はまだ存在しているが、病気は劣性であり、健康な幹細胞が残っており、それを患者に移植して戻すことができる」というものだ。 このプラットフォーム手法により、変更する必要があるのは DNA 鋳型の 1 本だけであるため、現在の治療法に比べてわずかな費用で、ある変異型疾患の治療法の構築から別の変異型疾患への移行が可能になる可能性もあります。

ウルノフ氏は、IGIはこの方法を3年以内に臨床で導入し、その後6か月以内に次の適応に進むという目標を設定していると述べた。 今後5～7年以内に12～16の「n of 1」疾患の規制当局の承認を目指している。

まだ克服する必要のある障壁があるにもかかわらず、遺伝子編集技術の最近および将来の発展が真に生活を変える可能性があることは明らかです。

今後の展開を総括して、リュー氏は次のように述べた。「私は希望を持っています。なぜなら、単純に言えば、私たちと私たちの子供たちの状態を改善するために私たちが集団で絶え間なく努力することが、おそらく私たちの種の特徴であるからです。」 同氏は続けて、遺伝子編集技術は「人類の最も基本的な能力の1つを開発するという70年にわたる継続的な探求の成果である。つまり、ゲノムの配列に何らかの発言権を持って、私たちがもはやそのようにならないようにする能力である」と述べた。私たちの DNA のスペルミスのせいです。」

参考文献

ローラ・コーウェンは、10 年以上医療ニュースを取材してきたフリーの医療ジャーナリストです。 彼女の主な専門分野は腫瘍学と糖尿病ですが、心臓病学から眼科まで幅広いテーマについて執筆しており、特に感染症と公衆衛生に興味を持っています。

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