眼科疾病AAV 载体基因疗法技术发展新动向

奚 静

国家知识产权局专利局专利审查协作北京中心，北京 100160

基因疗法，顾名思义就是改变人体原有的致病基因，从而消除疾病。对单基因遗传疾病而言，基因疗法具有不可比拟的治疗优势，它能从根本上补充或修复基因缺陷，恢复基因正常的生物学功能。

如何将治疗基因转入机体细胞是一个重要问题。治疗基因是一段核苷酸序列，它不能自行进入细胞内，需要搭乘“转运仓”方能进入，这个“转运仓”就是本文介绍的重点——腺相关病毒（AAV），以该病毒为载体将治疗基因导入机体细胞，AAV 是基因疗法的首选载体。

具体来说，AAV 是一种单链DNA 病毒，目前尚未发现其对人体有致病性。AAV 由蛋白衣壳和单链DNA 基因组构成，未经改造的AAV 称为野生型AAV。科学家将野生型AAV 衣壳内基因组中编码病毒蛋白的部分完全删除，并使用治疗型基因取而代之，即重组腺相关病毒（rAAV）。重组腺相关病毒通过内吞作用进入细胞，并通过核孔进入细胞核，从衣壳中释放出来的单链DNA 形成双链DNA 后再进行重组，最后基因组能够在不再进行有丝分裂的细胞中持续进行基因表达[1]。简单来说，rAAV 载体携带的治疗基因在进入细胞后，将转录翻译为功能蛋白，可以达到治疗疾病的目的。

1 基因疗法在治疗眼疾方面有显著优势

视网膜位于眼睛后部，视网膜细胞不会再分裂，可允许进行持续的基因表达且不会整合进入基因组，而且眼睛的免疫排斥反应较低，遗传性视网膜变性疾病更适合进行基因治疗。

眼睛的解剖结构明确、物理空间封闭有限，为局部给药提供了优势。此外，最关键的是，一系列眼部疾病的潜在遗传因素已被鉴定出来，明确了基因疗法所使用的治疗基因，相信随着AAV 载体技术的不断成熟，越来越多针对不同眼部疾病基因的基因疗法将取得临床和商业领域的成功。

2 AAV 载体基因疗法治疗眼疾的应用现状

莱伯氏先天性黑蒙症是一种遗传性视网膜变性疾病，患者会在早青中年时期经历不可逆转的视力丧失过程。2017 年12 月，美国生物技术公司Spark Therapeutics（星火治疗有限公司）利用腺相关病毒（AAV）技术成功将该眼疾的基因疗法商业化。

该公司的Luxturna 是首个获批上市的、用于治疗眼部罕见病的基因治疗产品，正是利用AAV 这一“转运仓”，可以将RPE65 基因的正常拷贝转导入视网膜色素细胞，治疗莱伯氏先天性黑蒙症（LCA2）[2]。

近几年，眼部基因疗法的临床试验正在迅速增加，这些试验主要针对多种罕见遗传性视网膜疾病和基因突变角膜疾病，如无脉络膜血症、Leber 遗传性视神经病变、Stargardt 病、X 连锁视网膜劈裂和X连锁视网膜色素变性等。

值得一提的是，2021 年6 月，武汉纽福斯生物科技有限公司宣布，我国首个临床阶段眼科体内腺相关病毒（AAV）基因治疗药物NR082 可用于由ND4 线粒体基因突变引起的一种遗传性视神经病变，I、II、III 期第一阶段临床试验在中国完成首例患者入组及给药。

然而，并非所有眼部基因疗法临床试验都一帆风顺。2021 年7 月，美国基因疗法公司Adverum 暂停了其AAV 基因治疗药物ADVM-022 用于治疗糖尿病性视网膜病变黄斑水肿（DME）的II 期临床试验，原因是一例受试者在接受单次高剂量治疗30 周后，出现了眼压过低、炎症及失明等严重不良反应。

3 AAV 眼部基因治疗的技术瓶颈

作为一种新的治疗方式，AAV 载体基因治疗仍处于初级阶段。AAV 产品是一种由病毒基因组和多种结构蛋白组成的复杂生物制剂，其上游开发及下游生产过程都面临许多技术挑战，例如，如何提高载体的靶向性和特定细胞类型的转导能力、如何保质保量地实现大规模生产、如何克服预存免疫力[3]等。

前文提及的拥有全球第一个眼部罕见疾病的基因治疗产品的美国星火治疗有限公司（以下简称美国星火）在相关技术领域均申请了专利，如AAV 衣壳优化、大规模生产高质量AAV 产品的方法专利、克服预存免疫力的技术等。

除此之外，该公司还申请了涉及增强基因疗法的治疗效果专利（WO2020041773A1）以及将AAV载体基因治疗与基因编辑技术相结合的专利（WO2016179038A1）。

可见美国星火的专利申请大部分涉及AAV 治疗载体的平台性技术，如培养、纯化、生产方法、生产细胞系等，存在一定的领域通用性。如果美国星火掌握授权，这些专利将成为其他公司进入该领域较大的壁垒，还需进一步关注并分析其授权范围。目前，美国星火通过PCT 途径进入我国的案件至少有5 件正处于审查过程中，其主题均涉及该领域的平台技术。

可见，作为基因疗法的先锋，美国星火治疗有限公司已经在AAV 治疗眼科疾病方面全面展开了专利布局，后续进军该领域的创新主体需深入分析该公司的专利布局并跟进其专利授权情况。

相比之下，武汉纽福斯开发的治疗莱伯氏遗传性视神经病变（LHON）的相关申请有2 件，均涉及具体疾病和靶点的 AAV 载体。 其中，WO2020001657A1 的同族专利ZL 201980003485.0已在我国通过了加快审查程序，并于2021 年7 月获得了授权，权利要求的保护范围涉及具体序列的限定载体。

另外，武汉纽福斯其他大多数申请，如ZL 202011015907.7、ZL 202010743905.3 等也都集中于具体蛋白编码基因的优化。这些专利能够作为核心专利，很好地保护具体产品，但是在AAV 眼部基因治疗的技术平台上，国内公司还缺乏专利布局。

4 AAV 眼部基因治疗的展望

前文提到的莱伯氏先天性黑蒙症（LCA）是最严重的遗传性致盲疾病之一，已知LCA 是由至少22个不同基因的任一突变引起的。美国星火开发的Luxturna 是针对由RPE65 突变LCA2 引起的LCA。目前，针对其他的突变基因也有多项专利申请，如下表所示。

基因LCA1公开号和申请人WO2011133933A2美国佛罗里达大学LCA8 LCA13 WO2015020522A1荷兰莱顿大学医学中心WO2018009814A1美国宾夕法尼亚州大学LCA5发明名称用于治疗莱伯氏先天性黑尾症-1（LCA1）的rAAV-鸟苷酸环化酶组合物和方法用于治疗LCA8 和进行性RP的重组AAV-CRUMB 同源物组合物和方法用于治疗涉及RDH12 的病症和疾病的方法和组合物用于眼部病症的基因疗法LCA10 WO2018160849A1美国宾夕法尼亚州立大学US2019201550A1美国EDITAS MEDICINE INC.用于治疗CEP290 相关疾病的组合物和方法

其中，从2011 年开始就有针对LCA1 进行基因治疗的专利申请了，但直至2017 年，针对LCA2 的基因治疗产品才获批，LCA1 项目未见进一步进展。可见，多项在研项目在临床或临床前折戟的概率较大，转化为临床上市疗法还有待进行进一步的研究和试验。

5 国内外创新主体专利布局存在差距

星火公司的WO2017173283A1 公开了一种纯化重组腺相关（rAAV）载体颗粒的方法，提供了具有模块化纯化rAAV 载体的平台工艺，可以用于纯化不同的AAV 载体血清型/衣壳变体，包括去除工艺中的杂质和与生产相关的杂质。该申请的同族专利EP3436051B1 于2021 年7 月28 日在欧洲获得专利授权。另外，星火公司的WO2017096039A1 涉及在适用于临床应用的无血清悬浮细胞培养体系中，产生rAAV 载体的方法。该申请提供了细胞转导或病毒（例如AAV）载体的生产平台，可用于产生不同AAV 血清型/衣壳变体的模块化平台。可见，星火公司不囿于具体的疾病和靶点，其针对AAV 的通用平台技术进行专利保护，该公司的专利布局在该领域具有显著优势。

反观其他申请人，其保护范围多着眼于具体产品，如荷兰莱顿大学医学中心附属莱顿教学医院的WO2015020522A1 涉及重组AAV-CRUMB 同源物组合物，用于治疗或预防归因于Crumbs 同源物-1（CRB1）基因突变的视网膜病症，例如先天性利伯氏黑蒙8（LCA8）或色素性视网膜炎12（RP12）。WO2015020522A1 的同族专利US11246947B2 于2022 年2 月15 日在美国获得授权。我国武汉纽福斯生物科技有限公司的WO2020001657A1 涉及包含特定核酸序列的rAAV，用于治疗线粒体DNA（mtDNA）特定点突变导致的遗传性视神经病变（LHON）。其同族专利CN110876269B 于2021 年7月30 日在我国获得专利授权，同族专利US11034954B2 于2021 年6 月15 日在美国获得专利授权。相对于星火公司的平台技术，包括我国在内的创新主体的专利布局主要聚焦于具体产品，在专利保护上也相对受限，这些独立产品的专利权可以被认为是分散的点，无法形成通用有效的专利保护网，容易被竞争对手绕开专利或进行反向跟踪，且对竞争对手开发类似产品的牵制作用较小。

总体而言，AAV 载体基因疗法的研发仍处于发展初期，在专利布局和临床产品上还未形成完善的规模。国内生物技术公司若具有AAV 载体技术的研发基础，则可在该领域继续挖掘，眼科疾病也是该类载体应用较为成熟的领域。同时，在研发过程中，应该关注如星火公司之类的技术先驱者的专利布局，尤其要注意其通用平台技术的专利布局情况，做好专利预警分析。同时，进一步挖掘自身技术，以星火公司的专利为对标，形成自己的平台技术，提高专利技术的行业价值。这样才能做到有备无患，未雨绸缪，充分发挥专利的作用，更好地维护产品市场和公司技术的先进性。

我们相信随着基础科学研究的不断深入，会有更多潜在遗传因素被鉴定出来，为相关基因进一步用于基因疗法提供基础，并且随着AAV 产品平台技术的不断发展，专注于眼部疾病基因治疗的公司也会越来越多，期待更多基因治疗产品可以上市，惠及更多眼部疾病患者。