通过基因治疗，科学家开发出无阿片类药物的慢性疼痛解决方案

研究人员开发了一种新的治疗方法，一种治疗慢性疼痛的基因疗法可以为阿片类药物提供一种更安全、无成瘾性的替代方法。通过暂时抑制一种与感知疼痛有关的基因来起作用。它增加了小鼠的疼痛耐受性，降低了它们对疼痛的敏感度，并在不引起麻木的情况下提供数月的疼痛缓解。研究人员在3月10日发表在《科学转化医学》上的一篇论文中报告了他们的发现。

　　

一种治疗慢性疼痛的基因疗法可以为阿片类药物提供一种更安全、无成瘾性的替代方法。加州大学圣地亚哥分校的研究人员开发了这种新疗法，其工作原理是暂时抑制一种与感知疼痛有关的基因。它增加了小鼠的疼痛耐受性，降低了它们对疼痛的敏感性，并在不引起麻木的情况下提供数月的疼痛缓解。

研究人员在3月10日发表在《科学转化医学》上的一篇论文中报告了他们的发现。

基因疗法可用于治疗广泛的慢性疼痛疾病，从下背痛到罕见的神经性疼痛疾病——阿片类止痛药是目前治疗的标准。

第一作者、加州大学圣地亚哥雅各布斯工程学院生物工程系的校友Ana Moreno说：“我们现在的方法不起作用。”。随着时间的推移，阿片类药物会使人们对疼痛更加敏感，导致他们越来越依赖更高的剂量。”人们迫切需要一种有效、持久、不上瘾的治疗方法。”

当莫雷诺还是加州大学圣地亚哥分校生物工程教授Prashant Mali实验室的博士生时，出现了这种治疗方法的想法。马里一直在研究将基于CRISPR的基因治疗方法应用于罕见和常见疾病的可能性人类疾病。莫雷诺的项目专注于探索潜在的治疗途径。一天，她偶然看到一篇关于一种基因突变的论文，这种基因突变能使人感觉不到疼痛。这种突变使脊髓中一种叫做NaV1.7的疼痛传递神经元的蛋白质失活。在缺乏NaV1.7功能的个体中，像触摸热的或尖锐的东西这样的感觉不会记录为疼痛。另一方面，一种导致NaV1.7过度表达的基因突变会使个体感到更大的痛苦。

当莫雷诺读到这篇文章时，它点击了通过靶向这个基因，我们可以改变疼痛的表型同样酷的是，这个基因只与疼痛有关。这种突变没有观察到任何严重的副作用。”

非永久性基因治疗

Moreno一直在使用CRISPR基因编辑工具研究基因抑制，这是她论文的一部分。具体来说，她使用的是一种称为“死亡”Cas9的CRISPR版本，这种Cas9缺乏切割DNA的能力。相反，它粘附在一个基因靶点上并阻断其表达。

Moreno发现了一个机会，可以利用这种方法抑制编码NaV1.7的基因。她指出了这种方法的吸引力：“它没有切断任何基因，所以基因组没有永久性的改变。她说：“你不想永远失去感觉疼痛的能力。”CRISPR基因编辑最令人担忧的问题之一是脱靶效应。一旦你切了DNA，就这样了。你不能回去。对于死亡的Cas9，我们并没有做一些不可逆转的事情。”

马里是这项研究的共同高级作者，他说，这种对死亡Cas9的使用打开了利用基因疗法来治疗常见疾病和慢性病的大门。

“在一些常见疾病中，问题是基因被错误表达。“你不想完全关闭它，他说”但是如果你能降低这种基因的剂量，你就可以把它带到一个没有致病性的水平。这就是我们在这里要做的。我们并没有完全消除疼痛表型，而是抑制它。”

莫雷诺和马里共同创立了衍生公司Navega Therapeutics，致力于将他们在加州大学圣地亚哥分校开发的这种基因治疗方法转化为临床。他们与疼痛系统专家、加州大学圣地亚哥医学院麻醉学和药理学教授托尼·雅克什合作。Yaksh是Navega的科学顾问，也是这项研究的联合高级作者。

早期实验室研究

研究人员设计了一个CRISPR/dead Cas9系统来靶向和抑制编码NaV1.7的基因。他们对患有炎症和化疗引起的疼痛的小鼠进行脊髓注射。与未接受基因治疗的小鼠相比，这些小鼠表现出更高的痛阈；它们从疼痛刺激（热、冷或压力）中抽出爪子的速度较慢，受伤后舔或抖爪子的时间也较少。

在不同时间点对治疗进行了测试。对炎症性疼痛小鼠44周后仍有效，对化疗性疼痛小鼠15周后仍有效。研究人员说，持续时间的长短仍在测试中，预计会持续很长时间。此外，接受治疗的小鼠没有失去敏感性，也没有表现出任何正常运动功能的变化。

为了验证他们的结果，研究人员使用另一种叫做锌指蛋白的基因编辑工具进行了同样的测试。这是一种比CRISPR更古老的技术，但它的作用是一样的。在这里，研究人员设计了锌指，类似地与基因靶点结合并阻断NaV1.7的表达。在小鼠脊髓内注射锌指产生了与CRISPR死亡Cas9系统相同的结果。

“我们很高兴这两种方法都有效，”马里说锌指蛋白的美妙之处在于它们是建立在人类蛋白质的支架上的。CRISPR系统是一种来自细菌的外来蛋白，因此它可以引起免疫反应。这就是为什么我们也研究了锌指，所以我们有一个可能更适合临床的选择。”

研究人员说，这种解决方案可以治疗大量由NaV1.7表达增加引起的慢性疼痛，包括糖尿病性多发性神经病、红细胞痛、坐骨神经痛和骨关节炎。Yaksh说，它还可以为接受化疗的患者提供缓解。

由于它的非永久性作用，这个治疗平台可以解决大量需求得不到满足的长期（数周到数月）可逆疼痛患者。

“想想年轻运动员或受伤的战士，他说：“伤口愈合后，疼痛可能会消失。”我们不想永久性地剥夺这些人感知疼痛的能力，特别是如果他们的预期寿命很长的话。这种CRISPR/dead Cas9方法为这一人群提供了一种替代性的治疗干预——这是疼痛管理领域的一个重要步骤。”

加州大学圣地亚哥分校和纳维加分校的研究人员接下来将致力于优化这两种方法（CRISPR和锌指），以针对编码NaV1.7的人类基因。接下来将对非人灵长类动物进行疗效和毒性试验。研究人员希望在几年内申请IND并开始人体临床试验。

这项工作得到了加州大学圣地亚哥分校机构基金和国家卫生研究院的支持（拨款R01HG009285、RO1CA222826、RO1GM123313、R43CA239940、R43NS112088、R01NS102432、R01NS099338）。

披露：Ana Moreno，费尔南多·阿莱姆、普拉尚特·马里和托尼·亚克什在纳维加疗法公司有经济利益。这些安排的条款已由加州大学圣地亚哥分校根据其利益冲突政策进行审查和批准

Journal Reference:

1. Ana M. Moreno, Fernando Alemán, Glaucilene F. Catroli, Matthew Hunt, Michael Hu, Amir Dailamy, Andrew Pla, Sarah A. Woller, Nathan Palmer, Udit Parekh, Daniella McDonald, Amanda J. Roberts, Vanessa Goodwill, Ian Dryden, Robert F. Hevner, Lauriane Delay, Gilson Gonçalves dos Santos, Tony L. Yaksh, Prashant Mali. Long-lasting analgesia via targeted in situ repression of NaV1.7 in mice. Science Translational Medicine, 2021; 13 (584): eaay9056 DOI: 10.1126/scitranslmed.aay9056

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University of California - San Diego. "With gene therapy, scientists develop opioid-free solution for chronic pain." ScienceDaily. ScienceDaily, 10 March 2021. <www.sciencedaily.com/releases/2021/03/210310150405.htm>.

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