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1区52.7分!A型血友病基因治疗新突破!scRNA-seq+转录组生信分析:揭示他克莫司抑制AAV8载体诱导的CD8+T细胞免疫应答及FVIII持续表达机制

1区52.7分!A型血友病基因治疗新突破!scRNA-seq+转录组生信分析:揭示他克莫司抑制AAV8载体诱导的CD8+T细胞免疫应答及FVIII持续表达机制 CNS生信新靶点挖掘
2026-04-07
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导读:血友病A基因治疗面临免疫排斥和FVIII表达不持久的难题。本研究开展单中心、剂量递增的1期临床试验,12例重型血友病A患者接受AAV8载体(GS001)输注(低剂量2×10¹² vg/kg,高剂量4×

血友病A基因治疗面临免疫排斥和FVIII表达不持久的难题。本研究开展单中心、剂量递增的1期临床试验,12例重型血友病A患者接受AAV8载体(GS001)输注(低剂量2×10¹² vg/kg,高剂量4×10¹² vg/kg),并预防性使用泼尼松或泼尼松+他克莫司。单细胞RNA测序(scRNA-seq)、生信分析(UMAP降维、GSEA)、ELISpot、流式细胞术及qPCR结果显示:高剂量组104周时中位FVIII活性达42.7 IU/dL,年化出血率从13.0降至0.2。他克莫司显著抑制活化CD8+T细胞增殖,scRNA-seq发现IFN-α通路相关基因(DDIT4、IRF7等)是潜在免疫监测标志物。本研究为血友病A基因治疗提供了优化的免疫抑制方案和分子机制依据。

今天给大家解读一篇3月发表在《Signal Transduction and Targeted Therapy》上的题目为“Phase 1 pilot study for hemophilia-A: AAV8 vector with prophylactic tacrolimus-glucocorticoid achieves therapeutic FVIII activity.”的文章。本研究旨在评估基因疗法GS001在重度血友病A成人患者中的安全性和有效性。12名参与者被分为低剂量(2×10¹² vg/kg)和高剂量(4×10¹² vg/kg)两个队列,并在GS001输注前一周开始接受预防性泼尼松或泼尼松联合他克莫司治疗。中位随访时间分别为156.0周和110.5周。研究主要评估了FVIII活性、年化出血率、不良事件以及细胞和体液免疫反应。请持续关注我们,每天为您解读最新见刊的文献!)想薅生信资料羊毛?直接在对话框回复 “资料”,免费领取干货大礼包!包括数据集、绘图代码、图表复现、思路总结、参考文献……0代码!鼠标点点点即可轻松完成5-10分生信SCI全文复现!

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团队成员合影(位于上海陆家嘴中心,可随时预约参观)

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题目:《血友病A的I期试点研究:使用AAV8载体并辅以预防性他克莫司-糖皮质激素治疗可获得治疗所需的FVIII活性Phase 1 pilot study for hemophilia-A: AAV8 vector with prophylactic tacrolimus-glucocorticoid achieves therapeutic FVIII activity

发表期刊:Signal Transduction and Targeted Therapy

影响因子:52.7

研究背景

血友病A是由凝血因子VIII缺乏或功能障碍引起的X连锁遗传性出血性疾病。当前标准预防治疗因经济等原因在中国尚未普及,患者未满足的医疗需求巨大。AAV载体基因疗法是血友病治疗的重要平台,但仍面临肝毒性、宿主免疫反应以及FVIII转基因表达持久性不佳等挑战。



                            CNSknowall 平台 Pubmed+AI 快速提炼全文要点


                            研究思路:

                                  1. 试验设计
                                    采用剂量递增设计,先进行低剂量组试验,安全评估后进行高剂量组。
                                  2. 参与者
                                    招募重度血友病A(FVIII:C <1 IU/dL)成年男性,无FVIII抑制物史,AAV8中和抗体滴度≤1:16。
                                  3. 干预措施
                                    单次静脉输注GS001。所有参与者从输注前一周开始预防性使用泼尼松。从第4名参与者开始,在泼尼松基础上加用他克莫司(约0.03 mg/kg/天),持续约5个月。
                                  4. 评估指标
                                    主要评估安全性(不良事件、ALT/AST升高、载体脱落)。次要评估疗效(FVIII:C水平、ABR、FVIII用量)。通过ELISpot、流式细胞术和单细胞RNA测序分析免疫反应。

                                  研究亮点:

                                          1. 疗效显著
                                            高剂量组(4×10¹² vg/kg)所有6名参与者在第104周时FVIII活性均维持在29 IU/dL以上,达到非血友病状态(>40 IU/dL)或轻度血友病水平。
                                          2. 临床获益明确
                                            两个剂量组的年化出血率(ABR)和FVIII年化消耗量均较基线显著下降。高剂量组患者在输注后未发生需要外源性FVIII治疗的出血事件。
                                          3. 免疫抑制策略有效
                                            与单独使用泼尼松相比,联合使用他克莫司的参与者FVIII活性上升更快、峰值更高。体外实验证实他克莫司能特异性抑制活化CD8+ T细胞的增殖。
                                          4. 机制探索深入
                                            通过单细胞RNA测序,发现干扰素-α通路相关基因(如DDIT4, IRF7)在CD8+ T细胞中的上调可能与后续FVIII水平下降相关,为监测和干预提供了潜在新靶点。


                                              研究结果:

                                                        1. FVIII活性

                                                          • 转基因表达在输注后5-7周达到峰值。
                                                          • 低剂量组
                                                            第144周时,中位FVIII活性为5.6 IU/dL(范围:0.5-52.0)。
                                                          • 高剂量组
                                                            第104周时,中位FVIII活性为42.7 IU/dL(范围:29.4-92.1),所有6名参与者FVIII水平均持续高于29 IU/dL。
                                                          • 联合使用他克莫司的参与者(低剂量组4-6号),其FVIII活性上升更快,平均水平在144周内持续更高。
                                                        2. 临床获益

                                                          • 年化出血率(ABR)
                                                            低剂量组从平均14.2降至2.6;高剂量组从平均13.0降至0.2。
                                                          • FVIII年化消耗量
                                                            低剂量组从平均1654.7降至246.8 IU/kg/年;高剂量组从平均799.7降至53.8 IU/kg/年。
                                                          • 高剂量组无人在GS001输注后发生需要外源性FVIII治疗的出血事件。
                                                        3. 安全性

                                                          • 最常见治疗相关不良事件是ALT升高(低/高剂量组分别有3/6和5/6参与者),多数为1-2级。
                                                          • 未报告血栓栓塞事件、死亡或导致退出研究的治疗相关不良事件。
                                                          • 所有参与者均报告了糖皮质激素相关不良事件(如白细胞计数升高、痤疮),他克莫司相关不良事件(如短暂血肌酐升高)见于6/12参与者。
                                                        4. 免疫反应分析

                                                          • 所有参与者均在输注后一周内产生高滴度AAV中和抗体,并持续存在。未检测到FVIII抑制物。
                                                          • 体外实验
                                                            他克莫司能显著抑制来自参与者的活化CD8+ T细胞增殖,对CD4+ T细胞影响不大。
                                                          • 单细胞RNA测序
                                                            :泼尼松联合他克莫司的预处理有效抑制了两个队列参与者CD8+ T细胞中的炎症、IFN-γ和TNF-α信号通路。干扰素相关基因(如DDIT4, IRF7)在CD8+ T细胞中的表达上调可能与FVIII水平下降阶段相关。


                                                        研究总结:

                                                        • 结论
                                                          GS001输注在重度血友病A患者中安全且耐受性良好,能够快速达到接近正常的FVIII:C水平,并在两年内维持在临床相关水平。通过整合高效表达盒和预防性联合使用糖皮质激素与他克莫司,GS001显著减少了参与者的出血事件和FVIII使用量。
                                                        • 讨论
                                                          1. 预防性使用泼尼松和他克莫司可有效减少特异性T细胞反应,有助于减轻AAV输注诱导的免疫反应,可能增强转基因表达。
                                                          2. CD8+ T细胞中干扰素-α通路相关基因可能作为AAV输注诱导特异性免疫反应的监测和干预新靶点。
                                                          3. 局限性
                                                            随访时间相对较短;免疫监测有限;缺乏对照队列限制了直接的疗效比较;高剂量组FVIII活性在两年后的持久性仍有待长期随访数据评估。
                                                          4. 该研究的疗效正在III期研究(NCT06833983)中进一步验证。

                                                        结果译文:

                                                        1.受试者招募及A型血友病AAV输注剂量


                                                        2021年3月至2023年5月期间,共筛选了40名重型血友病A受试者。最终,12名受试者被纳入两个剂量队列(低剂量队列2×10¹² vg/kg组6人,高剂量队列4×10¹² vg/kg组6人;图1)。受试者的人口学和基线特征见表1和补充表1。受试者平均年龄为27.7±8.0岁(表1)。入组前,9名受试者曾接受低剂量FVIII预防性治疗。筛选前,这些受试者的平均(±标准差,SD)年化出血率(ABR)为12.1±5.3。3名受试者曾接受按需FVIII治疗。两个队列受试者的平均年龄、身高和体重相似。低剂量队列的中位(范围)/平均(±SD)随访时间为156.0周(144.0-208.0周)/167.5±27.1周;高剂量队列为110.5周(104.0-130.0周)/114.8±12.8周。所有入组受试者均纳入安全性分析集(SAS)、全分析集(FAS)和药效动力学分析集(PDS)。

                                                        2.GS001基因治疗对重型血友病A的基因递送和表达效率(一期凝固法)评估


                                                        在低剂量队列GS001输注后,中位外周血FVIII:C在一周内迅速升至50.4 IU/dL(范围5.0-127.7 IU/dL)——处于正常范围(50.0-150.0 IU/dL)——并在中位5.5周(范围1.0-7.0周)达到峰值中位数80.4 IU/dL(范围32.9-127.7 IU/dL)(图2a-b,补充图3)。第16.0周后,6名受试者中有5人的FVIII:C水平逐渐稳定在10.0 IU/dL以上——处于轻型血友病范围(定义为5.0-40.0 IU/dL)。第52.0周时,中位FVIII:C水平为7.2(范围1.3-54.3)IU/dL。第144.0周时,中位FVIII:C水平为5.6(范围0.5-52.0)IU/dL(n=6)。在这些受试者中,2人达到轻型血友病水平(8.1 IU/dL和10.5 IU/dL),1人达到正常水平(52.4 IU/dL),2人为中型血友病水平(1.0 IU/dL和3.1 IU/dL)(定义为1.0-5.0 IU/dL)。此外,受试者1已随访208.0周,FVIII:C为9.7 IU/dL,自第一年(10.7 IU/dL)以来保持恒定。
                                                        在4×10¹² vg/kg队列中,GS001输注后一周,中位外周血FVIII:C迅速达到146.9(范围131.6-198.1)IU/dL,然后进一步增加并在6.5(范围4.0-8.0)周达到峰值(288.2(234.1-812.3)IU/dL)(图2a-b)。第26.0周时中位FVIII:C为105.6(范围74.3-132.7)IU/dL。第52.0周时,FVIII:C为59.6(范围52.7-109.0)IU/dL。第104.0周(n=6)时中位FVIII:C处于非血友病状态(>40.0 IU/dL),为42.7(范围29.4-92.1)IU/dL。3名受试者的FVIII:C处于高轻型血友病水平(29.4 IU/dL、33.5 IU/dL和34.1 IU/dL),2名达到非血友病状态(42.3 IU/dL和43.0 IU/dL),1名在正常范围内(98.8 IU/dL)(图2b,补充图3)。此处报告的FVIII:C水平始终约为显色法FVIII:C水平的1.3倍(补充表2,补充图4)。
                                                        在低剂量队列中,载体输注前7天,受试者1-3接受预防性泼尼松,受试者4-6接受预防性泼尼松联合他克莫司治疗。我们进行了一项探索性分析,比较受试者1-3和受试者4-6之间的FVIII:C水平。与受试者1-3相比,受试者4-6的FVIII:C增加更快,并在载体输注后7天达到更高水平。在144.0周的观察期内,受试者4-6的平均FVIII:C始终较高(图2b,补充图5-6)。

                                                        3.GS001输注的两个剂量均显著减轻血友病A受试者的症状


                                                        在低剂量队列中,GS001输注后第3周至截止日期的中位(范围)/平均(±SD)ABR从11.0(7.0-30.0)/14.2±9.3次事件降至0.8(0-10.0)/2.6±3.9次事件(图3a);在高剂量队列中,从12.5(8.0-20.0)/13.0±4.6降至0(0-0.5)/0.2±0.2次事件(图3b)。FVIII的年化消耗量中位(范围)/平均(±SD)在低剂量队列中从1184.0(280.0-4524.0)/1654.7±1573.4显著降至177.0(0-556.0)/246.8±259.3 IU/kg/年(图3c);在高剂量队列中从650.0(92.0-1612.0)/799.7±628.1降至0(0-316.0)/53.8±128.6 IU/kg/年(图3d)。高剂量队列中无受试者在GS001输注后出现需要外源性FVIII治疗的出血事件。两名受试者因关节置换术接受低剂量FVIII预防性治疗。在高剂量队列中,一名受试者在载体输注后53.0周维持FVIII:C为109.0 IU/dL,随后在无FVIII替代治疗的情况下进行了右膝关节置换术、右髋关节置换术和左膝关节置换术。在两个队列中,所有接受预防性FVIII治疗的受试者在基因治疗后均停止使用FVIII。

                                                        4.严重HA患者中GS001基因治疗的AE评估


                                                        在低剂量队列中,最常见的GS001治疗相关TEAE为ALT和乳酸脱氢酶(LDH)升高,均在3/6(50%)受试者中报告(定义为观测值>1×正常上限)(补充表3和4)。所有这些GS001相关TEAE的严重程度均为1级或2级。一名受试者(受试者6)在第16周出现AST升高(102.5 U/L,正常范围:0-50.0 U/L)(1级)的严重AE(SAE)。在同一访视时间点,其ALT为27.7(正常范围:0-50.0)U/L。甲泼尼龙冲击治疗3天后,AST恢复正常。该受试者在第93.0周出现另一次转氨酶水平升高的SAE(ALT 296 U/L;AST 1008 U/L)(4级),此前因高尿酸血症在第79.0周至第91.0周接受口服苯溴马隆治疗。经熊去氧胆酸、腺苷蛋氨酸1,4-丁二磺酸盐、多烯磷脂酰胆碱注射液和甲泼尼龙治疗后,转氨酶水平在第97.0周恢复正常(补充图3)。该事件被认为与GS001治疗无关。
                                                        在高剂量队列中,最常见的GS001相关TEAE是FVIII:C升高(>150.0 IU/dL),在6/6(100%)受试者中报告。大多数这些AE发生在GS001治疗后前三周。其次最常见的为ALT和AST升高,分别在5/6(83.3%)和3/6(50.0%)受试者中报告。受试者7和8分别从GS001输注后第14天和第21天开始出现FVIII:C升高的SAE(201 IU/dL和170.9 IU/dL)(1级)。受试者7的ALT升高至正常上限(ULN)的3.3倍,被归类为2级TEAE。其他受试者的ALT升高为1级严重程度(表2和补充图3)。未报告血栓栓塞事件。在两个剂量队列中均无死亡或导致退出研究的GS001相关TEAE。
                                                        所有12名受试者(100%)均接受了预防性糖皮质激素治疗,9名(75%)接受了预防性糖皮质激素联合他克莫司治疗。受试者4至12接受他克莫司的中位持续时间为154天(137-341天)。所有11名受试者(91.7%)报告了归因于糖皮质激素的AE。最常见的事件是白细胞计数升高、痤疮、低钾血症、失眠和体重增加。12名受试者中有6名报告了归因于他克莫司的AE。最常见的事件是轻度且一过性的血清肌酐升高,无需干预即可缓解。以下感染性AE归因于糖皮质激素和/或他克莫司:皮肤感染、肛门感染和EB病毒感染,各由一名受试者报告。除两例肛门感染外,所有AE均为1级严重程度且无需干预即可缓解。无受试者出现归因于糖皮质激素或他克莫司的SAE。
                                                        对9名受试者(受试者4-6和7-12)进行了载体脱落评估。除尿液和精液外,所有采样体液中均可检测到载体DNA,在输注后第3天至第1周达到峰值,随后逐渐下降。各基质中的清除定义为连续三次访视结果为阴性。血浆和唾液中最先清除,外周血单个核细胞(PBMC)和粪便中清除较慢。测量了每个剂量队列中载体DNA水平的中位时间过程曲线(补充图7)。

                                                        5.两个剂量队列中GS001输注诱导的体液和细胞免疫应答评估


                                                        建立抗体和干扰素-γ酶联免疫斑点(ELISpot)检测平台后,收集了受试者4-12的血浆和PBMC样本。输注后第1周,所有受试者均产生了高滴度的中和抗体,并持续存在于整个随访期间。未检测到FVIII抑制物。
                                                        为了研究早期免疫激活与转基因表达持久性之间的关系,我们对两个剂量队列(2×10¹²和4×10¹² vg/kg)在第0天和第7天的干扰素分泌T细胞反应和抗AAV抗体水平进行了事后分析。ELISpot结果(补充表5,补充图8a)显示,两个队列之间IFN-γ分泌T细胞的频率无显著差异。然而,高剂量队列中的受试者12表现出衣壳特异性T细胞反应,该反应在时间上与FVIII:C下降和ALT升高相关(补充图3)。针对AAV载体的结合抗体和中和抗体的血浆水平在队列之间也无显著差异(补充图8b-c,补充表6)。
                                                        较高的下降率(从FVIII峰值到第52周下降≥80%)与输注当天的T细胞计数较高相关(虽无统计学显著性)。然而,在第7天,高下降率的受试者具有显著更高的特异性T细胞计数(补充图8d)。在高下降率和低下降率受试者之间,未观察到针对AAV载体的结合抗体或中和抗体水平的显著差异(补充图8e-f)。

                                                        6.治疗浓度的他克莫司在体外抑制GS001输注受试者活化CD8+ T细胞的增殖,但不抑制CD4+ T细胞


                                                        为了进一步理解他克莫司在血友病A基因治疗中的免疫抑制角色,我们分析了治疗后一周来自受试者8-11的外周血PBMC。PBMC用羧基荧光素琥珀酰亚胺酯(CFSE)标记,用抗CD3/28磁珠活化,并用不同剂量的他克莫司处理。72小时后,使用流式细胞术评估T细胞活力、亚群比例和增殖(图4a)。培养后,细胞用CD4/CD8抗体染色,并测量CFSE以评估T细胞亚群增殖(图4b)。测试了不同他克莫司剂量对受试者PBMC培养物的毒性,100 μg/mL显示出显著细胞毒性,而10 μg/mL和1 μg/mL无毒性(图4c)。在随后的免疫抑制实验中,使用1 μg/mL他克莫司研究其对T细胞增殖的影响。流式细胞术结果(图4d)显示,他克莫司显著降低了CD8+ T细胞的比例,对CD4+ T细胞影响最小。CFSE水平分析显示,他克莫司显著抑制了活化CD8+ T细胞的增殖,对CD4+ T细胞增殖无显著影响(图4e)。

                                                        7.GS001输注前后PBMC的单细胞RNA测序及分析鉴定出CD8+ T细胞中的I型干扰素通路作为特异性T细胞免疫检测和干预的潜在靶点


                                                        我们对8名受试者在四个时间点的PBMC进行了单细胞RNA测序,整合数据并使用统一流形逼近与投影(UMAP)进行降维和聚类,以识别免疫细胞亚群(图5a)。在第3天和第28天,T/NK细胞的百分比低于第0天,而PBMC中单核细胞和B细胞在第3天和第28天的百分比高于第0天(图5b)。与第-7天相比,两个队列CD8+ T细胞中炎症(人类基因集M5932)、IFN-γ(人类基因集M5913)和TNFA via NFkB(人类基因集M5890)的富集评分被泼尼松联合他克莫司预处理显著抑制,仅在载体输注后第28天IFN-α评分(人类基因集M5911)略有增加(图5c)。CD8+ T细胞(第3天和第28天 vs. 第0天)的差异基因表达分析确定了前导候选基因(图5d;补充表7),包括干扰素相关基因如DDIT4、IRF7、CD81、ISG15、PCBP1、RBM38、JUND和STAT2。定量聚合酶链反应(qPCR)验证证实了它们的下调,当将4名受试者(受试者5-8)的样本分为FVIII上升期(第3-7周)和下降期(第8-12周)时,这些下调与FVIII:C的下降相关(图5e;补充表8-9)。单细胞RNA分析表明,泼尼松联合他克莫司预处理有效抑制了两个队列受试者中的CD8+ T细胞免疫反应。此外,它还识别了用于监测和干预的潜在新标志物。

                                                        更多结果和补充图表:doi:10.1038/s41392-026-02599-3


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