编者按

中华医学会肾脏病学分会2023年学术年会（CSN 2023）已圆满落幕，在内地港澳高峰论坛/ISN-CSN joint环节中，东南大学附属中大医院、东南大学肾脏病研究所王彬教授进行了“Molecular therapy of kidneydiseases: Opportunities and strategies“的专题发言。现分享如下，与君同阅！

方兴未艾的新兴产业——新分子疗法

分子疗法是一种通过将与关键致病分子机制相关的外源性基因、蛋白质或产物引入靶细胞来实现精确治疗疾病的策略。新分子疗法包括RNA疗法、细胞疗法、基因疗法等。

基因疗法广义上定义为使用遗传物质来治疗或预防疾病。包括用新的外源性基因组大量替换受影响的遗传隔间、非靶向添加外源性遗传物质以补偿遗传错误或使用基因编辑技术直接校正致病性基因突变，它能够直接针对疾病根源进行治疗，甚至有可能实现疾病的完全治愈，为一些曾被认为难以医治的疾病提供了新的希望。

图1. 用于基因诊断和治疗的模块化系统[1]

基因疗法的概念最早于1972年提出，自1990年第一个基因治疗试验开始，基因治疗的研究在全世界广泛开展，然而，基因治疗并非一路畅通无阻，1999年，美国少年Jesse Gelsinger在进行了针对先天性鸟氨酸氨甲酰转移酶（OTC）缺乏症的基因疗法临床试验后，体内产生了严重的免疫反应，并于4天后去世。2022年，治愈罕见病创始人兼首席执行官Rich Horgan的弟弟在接受杜氏肌萎缩症的CRISPR基因编辑手术时去世。基因疗法期间一度陷入低潮，但直至今日，基因治疗的研究和开发并未因此而止步不前。2022年的一项研究数据显示，在获批应用于临床的102种分子疗法中，有22种基因疗法，21种RNA疗法，59种非转基因细胞疗法；在研的3649种分子疗法管线中，2031种为基因疗法（55%），814种是非转基因细胞疗法（22%）[2]。

一些细胞和基因疗法现在已经广泛可用，但大多局限于已经在临床试验中取得成功的疾病领域，比如在β-地中海贫血、RPE65基因突变导致的视力丧失、1型原发性高草酸尿症以及杜氏肌营养不良（DMD）中均已取得较好的治疗效果。从适应症来看，基因治疗被批准的疾病种类目前主要集中在肿瘤（血液、中枢神经系统、胃肠等)、遗传性罕见病、心血管疾病和感染性疾病，尚未有一种针对肾脏疾病的基因疗法。

图2. 在全球范围内，已获批准的细胞和基因疗法[3]

分子疗法在肾脏疾病中的治疗潜力

分子诊断是分子治疗的基础，下一代测序（NGS）是一种高通量技术，已广泛应用于肾脏疾病的分子诊断中。基于机器学习（ML）的新型方法，低温电子显微镜和人工智能等先进技术，东南大学肾脏病研究所已经成功地识别并记录了各种类型和数量的罕见肾脏疾病。

肾脏遗传性疾病主要分为两类，一类是肾小球类疾病，如Alport综合征、先天性肾病综合征等（CNS）；一类是肾小管类疾病，细分为近端小管、髓袢、远端小管及集合管等部位的疾病，如多囊肾病（ADPKD）、Bartter综合征、Liddle综合征等。

需要明确的是，肾脏疾病的细胞和基因治疗的基因靶点数量并不缺乏，高达30%的慢性肾脏疾病是遗传性单基因疾病，其遗传基础也很清楚，这意味着它们可能适合在发生不可修复的肾功能衰竭之前通过细胞或基因治疗进行靶向治疗。

图3. 肾脏疾病的致病基因[3]

1、肾脏疾病

（1）诱导nephrin蛋白表达治疗CNS[4]：足细胞特异性、强力霉素诱导的nephrin蛋白表达可以挽救肾病蛋白缺陷小鼠免于围产期死亡。然而，获救小鼠之后表现出组织学异常，足突消失和横膈膜裂隙，其原因可能归咎于大鼠nephrin蛋白表达不足以实现完全互补。

（2）基于腺相关病毒（AAV）基因治疗改善NPHS2缺陷的肾脏疾病[5]：在条件性足细胞基因NPHS2小鼠中，在诱导疾病前进行AAV 2/9 NPHS2转移的预防性基因治疗显示了蛋白尿、血胆固醇、组织学改变和长期生存方面的改善。

（3）PKD基因的重新表达逆转ADPKD[6]：有条件地灭活PKD2建立ADPKD小鼠模型，随后诱导PKD基因重新表达，模型表现出增殖、肌成纤维细胞的活化等ADPKD关键特征的快速逆转，而且肾脏也变小。

（4）装载IL-10的MΦ-EVs可改善急性肾损伤（AKI）[7]：IL-10通过细胞外囊泡（EV）传递，可抑制AKI向CKD的转化；IL-10+EV主要抑制mTOR信号通路的激活，上调TECs线粒体自噬水平，显著改善缺血再灌注诱导的肾损伤；EV不仅提高了IL-10的稳定性，而且显示了靶向受损肾脏的独特能力。

（5）含有siRNA的红细胞衍生EV可改善AKI[8]：研究通过设计具有靶向肽和治疗性siRNA的红细胞衍生的细胞外囊泡（REV），靶向AKI小鼠肾脏中的Kim-1，并传递转录因子P65和Snai1的siRNA，减轻肾小管的炎症和纤维化。

2、肾脏疾病并发症

慢性肾脏病（CKD）并发症包括贫血、矿物质和骨异常、肌少症、痛风、尿毒症性心肌病（UCM）、蛋白质能量消耗综合症、高钾血症、代谢性酸中毒、继发性甲状旁腺功能亢进症、神经系统并发症等。

携带微小RNA(miR)-23a/miR-27a基因簇的AAV载体，同时调控蛋白酶体降解途径和肌肉再生中几个关键基因的表达，改善CKD小鼠的肌少症；Exo/miR-26a可以同时减轻CKD小鼠的肌少症和UCM，有望作为抑制肌少症和UCM的治疗药物[9,10]。

分子疗法在肾脏疾病中的挑战

（1）肾脏细胞类型复杂

肾脏的基本功能单位——肾单位，是一种高度复杂的结构，包含多种特殊的细胞类型，在肾脏中至少有26种不同的细胞类型。遗传性肾脏疾病来自于肾单位的所有部分，这意味着任何一种细胞类型都可能成为靶向治疗肾脏疾病的目标（图4）。

图4. 遗传性肾脏疾病在肾单位的靶向治疗位置[3]

（2）肾小球滤过屏障

肾小球的滤过屏障对治疗颗粒的大小限制是肾脏治疗需要克服的另一个障碍。一般认为，10 nm和50 kDa以上的颗粒会被肾小球屏障主动排除。因此，将治疗产品递送至肾脏特定区域内的特定细胞类型一直是肾脏基因治疗的主要障碍，很少有血清型的病毒载体被证明可以靶向肾脏。

（3）载体递送

载体进入肾脏的途径对于克服肾小球的滤过限制也至关重要。多年来，人们尝试了许多不同的传递方法，但尚未有能产生足够高转染或转导效率的基因治疗递送技术。

小结

虽然目前临床上还没有针对肾脏疾病的细胞和基因疗法，但小鼠模型的遗传学研究揭示了分子疗法在肾脏疾病领域的治疗潜力。将治疗材料输送到肾脏是分子治疗发展的主要障碍，载体、传递技术的不断创新以及对肾脏疾病发病机制的进一步了解为未来的肾脏分子治疗提供了希望。

专家简介

王彬

东南大学附属中大医院
复旦大学医学博士，美国埃默里大学联合培养博士，东南大学附属中大医院肾脏科副主任医师，肾内科主任助理，东南大学肾脏病研究所副所长，博士生导师。
先后主持国家自然科学基金3项、江苏省自然科学基金面上项目1项、江苏省“六大人才”高峰项目1项。东南大学首批“至善学者”获得者。
现任江苏省医师学会肾脏病学分会委员 ，江苏省医学会肾脏病学分会青年委员 ，江苏省中西医结合学会肾病专业委员会青年委员兼学会秘书。
第10届意大利国际肌肉减少症-恶病质-消耗性疾病学会（SCWD）获得“青年研究者奖”。以第一作者或通讯作者身份（含共同）在J Am Soc Nephrol, Sci Adv, Diabetes, JACC Basic Transl Sci, Theranostics, Mol Ther, Kidney Int Rep, Human Gene Therapy 等杂志发表SCI论文30余篇。
主要研究方向：肾脏病的分子机制和干预策略研究。

参考文献
1.Roth TL, Marson A. Annu Rev Pathol. 2021 Jan 24;16:145-166.
2.Barrett D.t, https://asgct.org/global/documents/asgctciteline-q3-2022-report.aspx (2022).
3.Peek JL, Wilson MH. Nat Rev Nephrol. 2023 Jul;19(7):451-462.
4.Juhila J, et al. Am J Pathol. 2010 Jan;176(1):51-63.
5.Ding WY, et al. Sci Transl Med. 2023 Aug 9;15(708):eabc8226.
6.Dong K, et al. Nat Genet. 2021;53(12):1649-1663.
7.Tang TT, Wang B, et al. Sci Adv. 2020 Aug 12;6(33):eaaz0748.
8.Tang TT, Wang B, et al. J Am Soc Nephrol. 2021;32(10):2467-2483.
9.Wang B, et al. J Am Soc Nephrol.2017;28(9):p 2631-2640.
10.Wang B, et al. Theranostics. 2019; 9(7):1864-1877.