隱性遺傳病血友病致病基因介紹及相關(guān)動物模型的應(yīng)用

圖1 2022年血友病每10萬人患病率
 

圖2 2022年血友病患者全球分布概況

致病基因

圖3 近年來血友病發(fā)生與基因突變相關(guān)性
（圖片來源：兒科血友病管理網(wǎng)絡(luò)（PedNet））

根據(jù)兒科血友病管理網(wǎng)絡(luò)（PedNet）提供的數(shù)據(jù)（圖3），我們得知在血友病患者中，86%的病例源于基因突變。這一數(shù)據(jù)揭示了血友病的分子基礎(chǔ)，并突顯了遺傳學(xué)在理解與治療該疾病中的核心地位。通過深入研究血友病的遺傳學(xué)機制，我們可以更好地預(yù)測疾病的發(fā)生風(fēng)險，制定預(yù)防策略，并為患者提供更有效的治療方法。

F8基因與血友病A：
F8基因位于X染色體長臂末端Xq28，包含26個外顯子和25個內(nèi)含子，這些區(qū)域在基因表達(dá)中起著關(guān)鍵作用。

F8基因的主要功能是編碼凝血因子VIII，這是一種關(guān)鍵的蛋白質(zhì)，參與血液凝固過程。凝血因子VIII在血液凝固級聯(lián)反應(yīng)中發(fā)揮重要作用，幫助防止過度出血。

與血友病A的關(guān)系：血友病A是一種遺傳性疾病，主要影響男性，因為F8基因位于X染色體上。罕見病數(shù)據(jù)中心（簡稱“RDDC”，網(wǎng)址：https://rddc.tsinghua-gd.org/）收錄了血友病A與F8基因突變的關(guān)系（圖4）。數(shù)據(jù)顯示，F(xiàn)8基因有544種突變可能導(dǎo)致或影響血友病A的發(fā)生。這些突變包括內(nèi)含子22倒位、點突變、缺失或異�；�因插入等^[5,6]。這些突變會導(dǎo)致凝血因子VIII的合成障礙或功能異常，進(jìn)而引發(fā)血友病A。
 

圖4 血友病A與F8基因突變密切相關(guān)

F9基因與血友病B：
F9基因位于X染色體長臂Xq26.3~27.2，包含8個外顯子、7個內(nèi)含子及側(cè)翼序列。

F9基因為凝血因子IX提供指令，凝血因子IX同樣在血液凝固過程中發(fā)揮重要作用。

與血友病B的關(guān)系：根據(jù)RDDC數(shù)據(jù)庫的記錄，血友病B與F9基因的突變有著密切的關(guān)系（圖5）。目前已知，F(xiàn)9基因有339種不同的突變形式可能會導(dǎo)致或增加血友病B的風(fēng)險。這些突變類型包括缺失、插入和點突變等^[7,8]。當(dāng)F9基因發(fā)生突變時，可能會導(dǎo)致凝血因子IX的合成減少或其功能出現(xiàn)異常，從而引發(fā)血友病B。
 

圖5 血友病B與F9基因突變密切相關(guān)

動物模型
鑒于人類與大鼠和小鼠基因的高度相似性，這兩種嚙齒類動物在血友病的遺傳學(xué)和治療研究中扮演著關(guān)鍵角色。它們的基因組結(jié)構(gòu)與人類相近，因此成為理解血友病遺傳機制、測試新療法及開發(fā)治療策略的重要模型。

選擇大鼠和小鼠作為研究模型具有多重優(yōu)勢：它們繁殖迅速，成本較低，且其生物學(xué)特性和生理反應(yīng)近似于人類。這使得科研人員能在控制條件下進(jìn)行實驗，以探究血友病的遺傳原因、病理發(fā)展過程，以及評估新治療方法的效果。

當(dāng)前生物醫(yī)學(xué)實驗中常見的血友病模型小鼠主要包括：

1. 血友病A小鼠模型（F8缺陷）：這種模型的F8基因被敲除或突變，導(dǎo)致無法正常合成F8，表現(xiàn)出嚴(yán)重的出血傾向，如關(guān)節(jié)出血、皮膚出血、鼻出血等，并可能伴有生長發(fā)育遲緩、貧血等癥狀。

2. 血友病B小鼠模型（F9缺陷）：在此模型中，F(xiàn)9基因被敲除或突變，導(dǎo)致無法正常合成F9，同樣表現(xiàn)出嚴(yán)重的出血傾向及其他相關(guān)癥狀。

3. 重組凝血因子治療模型：通過導(dǎo)入人類凝血因子F8或F9基因，使小鼠能正常合成凝血因子，模擬血友病患者的病情。這些小鼠在接受治療后，出血傾向明顯改善，但需要定期注射以維持效果。

4. 基因編輯模型：利用CRISPR/Cas9等技術(shù)精確編輯小鼠的F8或F9基因，模擬血友病患者的遺傳變異。這些小鼠展現(xiàn)出與患者相似的出血傾向和癥狀，并可用于研究基因編輯技術(shù)在血友病治療中的應(yīng)用。

治療前景——基因治療
血友病的治療領(lǐng)域正迎來顯著的突破與革新。過去，我們主要依賴于注射血漿或輸注凝血因子的傳統(tǒng)替代療法，這些療法既有應(yīng)急式的按需治療，也有規(guī)律性的預(yù)防性治療^[9]。然而，隨著生命科學(xué)技術(shù)的飛速進(jìn)步，基因治療已經(jīng)嶄露頭角，正逐漸成為單基因疾病治療的新潮流。

近三十年來，血友病A（HA）和血友病B（HB）在基因治療領(lǐng)域尤為突出，成為了推動該領(lǐng)域發(fā)展的模型疾病^[10]。基因治療為血友病患者帶來了全新的治療可能性，因為它能夠?qū)崿F(xiàn)凝血因子的持續(xù)內(nèi)源性表達(dá)。這一創(chuàng)新的治療方式不僅有效消除了突破性出血和微出血的風(fēng)險，還顯著減少了因合并癥和頻繁醫(yī)療干預(yù)而給患者帶來的負(fù)擔(dān)。更為重要的是，它極大地提高了患者的生活質(zhì)量，為血友病患者帶來了前所未有的治療希望^[11]。
 

圖6 血友病基因治療工作原理^[12]

圖6展示了血友病的基因治療策略，主要分為體內(nèi)基因治療和體外基因治療兩大類：體內(nèi)基因治療涉及將含有“治療基因”的載體，例如腺相關(guān)病毒（AAV）或慢病毒（LV），通過全身性的注射方式輸送到患者體內(nèi)。這種方法直接在患者體內(nèi)實施，旨在通過引入功能性基因來糾正遺傳缺陷，從而治療疾病。相比之下，體外基因治療則首先需要在體外環(huán)境中對自體或同種異體細(xì)胞進(jìn)行轉(zhuǎn)染操作，這些經(jīng)過基因修飾的細(xì)胞在培養(yǎng)基中擴(kuò)增后，再被輸回至患者體內(nèi)。此方法的優(yōu)勢在于可以對細(xì)胞進(jìn)行精確的基因編輯，并在控制的環(huán)境中驗證其安全性和有效性之后，再將其應(yīng)用于患者。這兩種策略都旨在通過基因?qū)用娴母深A(yù)，為血友病患者提供更為精準(zhǔn)和持久的治療效果。通過選擇合適的策略，可以為患者提供個性化的治療方案，以達(dá)到最佳的治療效果。

根據(jù)智慧芽新藥情報庫上的統(tǒng)計資料，血友病A和血友病B的基因治療藥物研發(fā)領(lǐng)域正經(jīng)歷著顯著的發(fā)展。在醫(yī)學(xué)科技不斷進(jìn)步的今天，針對血友病B的F9基因，已有Etranacogene dezaparvovec和Fidanacogene elaparvovec藥物獲批上市（圖7）。
 

圖7 血友病B的基因治療藥物研發(fā)現(xiàn)狀

針對血友病A的基因治療藥物：Valoctocogene roxaparvovec已獲批上市，雖然這個藥物的靶向基因為F10（圖8）。這些進(jìn)展不僅標(biāo)志著科研工作者不懈的努力，也給患者帶來了新的希望。
 

圖8 血友病A的基因治療藥物研發(fā)現(xiàn)狀

此外，還有近60種基因治療藥物正處于臨床或臨床前試驗階段。這些潛在療法的研發(fā)背后，是來自全球各地制藥企業(yè)的共同努力。其中，Pfizer、BioMarin等全球知名的制藥企業(yè)赫然在列，他們憑借雄厚的科研實力，為血友病的治療貢獻(xiàn)了重要的力量。同樣值得注意的是，多家中國藥企也在積極參與其中，如信念醫(yī)藥科技(上海)有限公司、蘇州諾潔貝生物技術(shù)有限公司、蘇州晴光科匯生物科技有限公司等。他們的參與不僅展現(xiàn)了國內(nèi)外制藥行業(yè)對于血友病基因治療藥物開發(fā)的高度重視，也體現(xiàn)了中國在全球醫(yī)藥研發(fā)領(lǐng)域的活躍參與和貢獻(xiàn)。

這些成果不僅是科技進(jìn)步的體現(xiàn)，更是對廣大血友病患者的希望之光。隨著更多的基因治療藥物進(jìn)入臨床試驗階段，未來有望為血友病患者提供更多、更有效的治療選擇。同時，這也預(yù)示著血友病治療領(lǐng)域的研發(fā)方向正在從傳統(tǒng)的蛋白替代療法轉(zhuǎn)向更為前沿的基因治療技術(shù)，為全球醫(yī)藥研發(fā)領(lǐng)域的創(chuàng)新和發(fā)展注入新的活力。
 

賽業(yè)生物血液疾病相關(guān)模型

針對血友病研究，賽業(yè)生物構(gòu)建了F8 KO、F9 KO小鼠模型，這些模型出現(xiàn)了凝血功能障礙等血友病相關(guān)表型，可用于研究人類血友病的遺傳機制和臨床表型，助力治療藥物的開發(fā)、篩選和評價。

除了血友病，賽業(yè)生物還開發(fā)了一系列針對血液疾�。ㄌ貏e是血液罕見�。┑幕�因編輯模型，包含基因敲除、基因敲入、點突變等類型，同時，我們也可根據(jù)研究人員的需求進(jìn)行定制或合作開發(fā)。

血液疾病模型推薦

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