CRISPR遺伝子編集が稀な失明症の治療に大きな可能性

網膜変性は遺伝性と後天性があります。前者の場合、治癒不可能で進行性の疾患です。ニューイングランド・ジャーナル・オブ・メディシン誌に掲載された最近の研究では、早期の視力喪失を引き起こすCEP290と呼ばれる先天性網膜変性症を遺伝子編集で治療する可能性が検討されました。

遺伝性網膜変性症は、280種類以上の遺伝子のいずれかに病原性変異が生じることで発症します。これらの変異により、網膜の光受容体（光に反応する桿体と錐体）の機能不全と死滅が起こり、視力喪失につながります。この疾患は世界中で失明の主な原因となっています。

CEP290関連網膜変性症（レーバー黒内障）では、変異した中心体タンパク質290（CEP290）が、生後10年以内に部分的または完全な失明を引き起こします。そのため、網膜損傷に起因する小児の遺伝性失明の主な原因となっています。

P.Cys998Xと呼ばれる遺伝子変異は、米国だけでもこの疾患の症例の4分の3以上を占めています。CEP290の正常な機能は、転写中に単一のコード領域が挿入されることによって阻害されます。この分子の欠損は、光受容体における正常な繊毛運動を阻害します。

現在、治療法はありません。支持療法としては、拡大鏡や点字の使用、そして視覚障害者にとって安全な環境を整えるための住宅改修などが挙げられます。

組織レベルでは、感覚繊毛が欠如しているため、網膜外節の桿体細胞と錐体細胞は無秩序に分裂します。網膜中周辺部の桿体細胞は死滅しますが、錐体細胞は網膜の中心である黄斑部に残存します。

これらの患者の特徴は、網膜の構造と機能の断絶です。視覚経路の近位部分は損傷を受けていないため、これらの眼の光受容体を用いて視力を回復できる可能性があります。現在検討されている様々なアプローチとしては、挿入されたエクソンの発現を阻害するオリゴヌクレオチドの使用や、CEP290遺伝子の小型版を細胞内に導入することなどが挙げられます。

最新技術は、EDIT-101の注入による遺伝子編集です。これは、CRISPR（Clustered regularly interspaced short palindromic repeats）システムとCRISPR関連タンパク質9（Cas9）タンパク質を組み合わせて、病原性変異IVS26を排除するものです。本研究は、この治療法の安全性と有効性を検証することを目的としました。

研究者らは、参加者に薬剤を段階的に単回投与するオープンラベル試験を実施することを決定しました。この第1-2相試験は、薬剤の安全性を評価するとともに、副次的な有効性アウトカムも評価することを目的としました。

安全性エンドポイントには、対象用量の使用を妨げる有害事象および許容できない毒性が含まれました。有効性は、矯正視力、網膜感度、視覚関連の生活の質の評価、視覚ナビゲーションおよび移動性検査など、様々な方法で測定されました。

EDIT-101遺伝子は、成人12名と小児2名に注入されました。成人の年齢は17歳から63歳、小児はそれぞれ9歳と14歳でした。全員がIV26変異体を少なくとも1つ有していました。

投与量は6×10^11ベクターゲノム/mLから3×10^12ベクターゲノム/mLの範囲でした。成人2名、5名、5名がそれぞれ低用量、中用量、高用量を投与されました。小児には中用量が投与されました。

すべての注射は、最もパフォーマンスが悪かった眼、つまり研究対象の眼に投与されました。

この研究で何が明らかになったか？参加者のほとんどが1.6 logMAR未満の重度の視力低下を示していました。視力検査はバークレー旧視力検査法を用いてのみ実施されました。スペクトル感度は少なくとも3 log単位増加し、桿体機能は全参加者で検出されませんでした。

しかし、予想通り、ほとんどの患者において光受容体層の厚さは正常範囲内でした。

副作用のほとんどは軽度で、約5分の1が中等度であり、治療に関連した副作用は約40%にとどまりました。治療に関連した重篤な有害事象や用量制限毒性は認められませんでした。網膜構造に有害な変化は認められず、本剤の安全性は許容範囲内であることが示されました。

有効性に関しては、予備試験で6名の患者において錐体視力がベースラインから有意に改善したことが示されました。そのうち5名は、少なくとも1つの他の領域でも改善が見られました。

以下の領域（矯正視力、赤色光感度、視覚に基づく移動能力）のうち少なくとも1つにおいて改善が認められたのは9名の患者で、グループ全体ではほぼ3名中2名でした。約80%の患者が少なくとも1つのパフォーマンス指標で改善が見られ、6名は2つ以上の指標で改善が見られました。

4名で最高矯正視力が0.3 logMAR上昇し、臨床的に有意な改善の基準を満たしました。このうち3名は、注入後3ヶ月という早い段階で改善を報告しました。このパラメータの平均変化は、グループ全体で-0.21 logMARでした。

被験者のほぼ半数（14名中6名）において、赤、白、青の異なる周波数の光に対する錐体細胞の感度が、対照群と比較して、研究群では視覚的に有意な向上を示しました。中には、わずか3ヶ月で改善が見られたものもありました。被験者全員が中等度および高用量の光を投与されました。2名では、錐体細胞のみで達成可能な最大値である1 logMARを超える改善が見られました。

錐体細胞を介した感度は、ベースラインで最も重度の障害があった患者で最も高かった。錐体細胞機能が改善した患者のほぼ全員が、他の1つ以上の指標でも改善を示した。

4 人の参加者は、ベースラインと比較して、より複雑な道を進む能力において視覚的に顕著な改善を示し、そのうちの 1 人はこの改善を少なくとも 2 年間継続しました。

参加者 6 名は、視力関連の生活の質のスコアにおいて臨床的に有意な向上を経験しました。

「これらの結果は、EDIT-101による生産的な生体内遺伝子編集、CEP290タンパク質発現の治療レベル、および錐体光受容体機能の改善の存在を確認しました。」

この小規模な研究は、EDIT-101を被験者に投与した後、高い安全性プロファイルと光受容体機能の改善を示しました。これらの結果は、「IVS26 CEP290変異およびその他の遺伝的原因によって引き起こされる遺伝性網膜変性症の治療におけるCRISPR-Cas9遺伝子編集に関する更なるin vivo研究を支持するものです。」

さらなる調査に値する領域としては、治療後の錐体機能の改善が、臨床的に意義のある指標である視力の改善と必ずしも一致しないという知見が挙げられる。第二に、早期介入によりより良い結果が得られる可能性がある。最後に、遺伝子の両方のコピーを標的とすることで、より大きな治療効果が得られる可能性がある。