最近的基因治疗进展在大型动物模型中显示出 reversing heart failure 和恢复心脏功能的良好结果。这种开创性疗法增强了心脏的泵血能力,并显著提高了生存率,研究人员强调“心脏功能恢复的前所未有。”
目前,心力衰竭被认为是不可逆的。如果没有移植,大多数治疗选择集中在缓解心脏压力和减缓这种通常致命状态的进展。然而,如果这种基因疗法在即将进行的临床试验中显示出相当的疗效,它有潜力治愈1/4的人在其一生中会发展心力衰竭。
天渊之别
研究小组专注于增强一种重要的心脏蛋白质,称为心脏桥接整合子1(cBIN1)。他们发现心力衰竭患者的cBIN1水平降低——水平越低,严重疾病的风险越高。“当cBIN1水平下降时,我们知道患者不会表现良好,”犹他大学诺拉·埃克尔斯·哈里森心血管研究与培训研究所(CVRTI)主任兼研究共同高级作者Robin Shaw博士说道,“问‘如果我们恢复它会怎样?’非常简单。”
为了提高心力衰竭病例中cBIN1的水平,科学家们使用一种通常用于基因治疗的良性病毒将cBIN1基因的一个附加拷贝引入心脏细胞中。他们通过注射将病毒注入心力衰竭被诊断的猪的血液中。病毒通过血液循环到达心脏,将cBIN1基因直接送入心脏细胞。
在这个心力衰竭模型中,预后通常很严峻,典型结果是在几个月内死亡。值得注意的是,接受基因治疗的四只猪在六个月内存活,这也是研究设定的持续时间。
重要的是,这种治疗不仅仅是停止心力衰竭的进展;它导致了关键心脏功能指标的实际改善,暗示心脏有自我修复的能力。
Shaw指出,目睹现有心脏损伤的逆转极为罕见。“我们从未在心力衰竭研究中遇到如此大的疗效,”他说。之前的心力衰竭治疗仅在心脏功能上获得5-10%的改善,而cBIN1基因治疗则带来了30%的提升。“这是一个显著的差异,”Shaw补充道。
经过治疗的心脏在泵血能力方面的效率随着时间的推移而增加——虽然没有完全恢复到健康水平,但更接近正常心脏。心脏的结构也保持得较不膨胀且较薄,更像是不衰竭的心脏。在整个试验期间,即使基因治疗过的猪面临与最初导致其心力衰竭相似的心血管压力,治疗也将它们每次心跳泵出的血液恢复至正常水平。
“尽管心脏面临持续的压力,接受治疗的动物表现出心脏功能的恢复,心脏表现出稳定或减小的趋势,”犹他大学药理学和毒理学副教授及CVRTI研究员、研究共同高级作者TingTing Hong博士解释道。“我们称之为逆向重塑,指的是恢复健康心脏的外观。”
心脏功能的重要组成部分
研究人员相信,cBIN1提高心脏功能的能力源于其作为一种支架与心脏肌肉功能的关键蛋白质相互作用。“cBIN1充当中央信号枢纽,管理各种下游蛋白质,”CVRTI的副讲师Jing Li博士解释道。通过组织心脏细胞的其他成分,cBIN1帮助恢复必需的心脏细胞功能。“cBIN1在多个信号通路中提供益处,”Li补充道。
确实,这种基因治疗在微观水平上似乎提高了心脏功能,导致心脏细胞和蛋白质的结构更好。研究人员对cBIN1作为心脏细胞构架的主调节因子的作用寄予厚望,认为这可能为cBIN1基因治疗的成功做出贡献,并有可能通过直接针对心脏肌肉来改变心力衰竭的治疗格局。
与行业合作伙伴TikkunLev Therapeutics的合作,研究小组目前正在修改基因治疗以适用于人类,计划在2025年秋季寻求FDA的临床试验批准。尽管研究人员对迄今为止的结果感到兴奋,但该疗法必须经过毒理学测试并遵循其他安全协议。此外,像许多基因疗法一样,其对自然免疫抵抗输送病毒的个体的潜在有效性仍然不确定。
然而,团队仍然保持乐观。“当您在大型动物身上观察到与人类生理密切相关的结果时,它会促使更深入的思考,”Hong说道。“考虑到这种人类疾病影响超过600万美国人,我们有可能找到治愈的方法。”