TTR：淀粉樣變性關(guān)鍵蛋白，多款創(chuàng)新療法用于ATTR-CM和ATTR-PN罕見?。?/h1>
日期：2022-04-15 09:54:07
2022年3月1日，全球領(lǐng)先制藥公司阿斯利康（AstraZeneca）旗下專注于罕見病領(lǐng)域的Alexion公司與Neurimmune Therapeutics就NI006達成7億美元合作。NI006是一款靶向轉(zhuǎn)甲狀腺素蛋白（TTR）調(diào)節(jié)劑，正處于I期臨床試驗階段，用于治療罕見病轉(zhuǎn)甲狀腺素蛋白淀粉樣變性心肌?。ˋTTR-CM）。同一天，Intellia Therapeutics和Regeneron Pharmaceutical公司公布了其體內(nèi)基因組編輯候選療法NTLA-2001的最新I期臨床試驗數(shù)據(jù)，結(jié)果表明所有的給藥劑量都耐受良好，NTLA-2001所針對的疾病是轉(zhuǎn)甲狀腺素蛋白淀粉樣變性（ATTR），能將靶向TTR基因的CRISPR基因編輯系統(tǒng)遞送到人體內(nèi)，特異性敲除TTR基因，降低TTR蛋白表達，減少致病蛋白累積。TTR作為淀粉樣變性關(guān)鍵蛋白，已有多款上市藥物，與此同時，越來越多基于TTR靶點的創(chuàng)新療法進入臨床，為TTR相關(guān)的淀粉樣變性、神經(jīng)系統(tǒng)、代謝等疾病提供更多的診療方案！今天我們一起來了解下TTR。
1、什么是TTR？
轉(zhuǎn)甲狀腺素蛋白（Transthyretin，TTR）也被稱為維生素A結(jié)合蛋白，是一種重要血漿蛋白組成成分，廣泛分布在多種細胞、血漿和組織液中 [1]。TTR作為一種載體蛋白，主要在肝臟和腦內(nèi)脈絡(luò)叢中合成，分泌到血液和腦脊液中，起著運載甲狀腺素（主要是T4）和視黃醇（即維生素A）分布到全身各個組織和細胞中的作用 [2]。甲狀腺素對于人體生長發(fā)育以及維持機體的重要功能都具有舉足輕重的意義 [3]。而維生素A的缺乏也是導(dǎo)致夜盲癥的主要原因 [4]。由此可見，TTR對于維持人體正常功能有著重要的意義。在生理環(huán)境下，TTR是一種穩(wěn)定的蛋白質(zhì)。TTR分解為單體后，可導(dǎo)致淀粉變性病 [5]。近年來，大量研究表明TTR蛋白與感染，炎癥，營養(yǎng)不良，淀粉樣變性以及腫瘤相關(guān) [6]，尤其是針對TTR淀粉樣變性病治療，已有多種TTR特異性藥物研發(fā)批準上市 [7, 8]。同時，越來越多的TTR靶向藥物正逐步走向臨床，用于神經(jīng)系統(tǒng)疾病、內(nèi)分泌與代謝疾病等等。
2、什么是TTR淀粉樣變性？
首先我們了解下，什么是淀粉樣變性（Amyloidosis）？淀粉樣變性是一類異常折疊蛋白質(zhì)在組織中積聚引起的疾病，引起的病癥表現(xiàn)取決于淀粉樣蛋白積累的部位，病變主要發(fā)生在腎臟、心臟以及神經(jīng)系統(tǒng)等器官。那什么是TTR淀粉樣變性？簡言之，TTR其突變體的淀粉樣沉積，可引發(fā)的TTR淀粉樣變性 [9]。
具體而言，TTR是一種具有高度穩(wěn)定性的四聚體結(jié)構(gòu)蛋白，但TTR四聚體在病理情況或非正常生理狀態(tài)下（如應(yīng)激、炎癥反應(yīng)時）可發(fā)生分解，降解為單體。TTR的單體會生成種類復(fù)雜多樣的淀粉樣纖維，從而導(dǎo)致細胞內(nèi)淀粉樣纖維非正常生理性集聚。而細胞內(nèi)的淀粉樣異常沉積會造成細胞本身新陳代謝異常以至整個組織功能上的改變和紊亂，從而引發(fā)相關(guān)的疾病，比如報道較多的，遺傳性轉(zhuǎn)甲狀腺素淀粉樣變性病 [10] （圖1）。
圖1. TTR淀粉樣變性級聯(lián)反應(yīng)
3、TTR的合成與代謝途徑
在人體內(nèi)中，血漿中90%的TTR都是由肝臟和脈絡(luò)叢合成分泌。胎兒TTR可能有雙重來源，一部分遺傳自母體，其余部分由胎兒自身肝臟合成。除了肝臟和脈絡(luò)叢，TTR還能夠在視網(wǎng)膜色素上皮細胞、胰島細胞、內(nèi)臟卵黃膜內(nèi)胚層、松果腺、人胚胎滋養(yǎng)層等細胞中合成 [11, 12]。
盡管TTR的合成分泌已經(jīng)進行了很深入的研究，但是它的分解代謝并未完全研究清楚。有研究發(fā)現(xiàn)，TTR的代謝主要集中在肝臟（36-38%），肌肉（12-15%）和皮膚（8-10%） [13]。進一步的數(shù)據(jù)表明，TTR在肝臟和腎臟的內(nèi)化是受體介導(dǎo)的。其中，腎臟攝入TTR是經(jīng)Megalin（也被稱為低密度脂蛋白相關(guān)蛋白 2）介導(dǎo)。Megalin屬于低密度脂蛋白（LDL）受體家族成員，一種跨膜受體蛋白，也是廣泛存在于機體內(nèi)的多功能內(nèi)吞受體，主要表達于腎小管近端上皮。而肝臟攝入TTR是由對受體相關(guān)蛋白敏感的LDL家族受體成員介導(dǎo)。通過影響受體相關(guān)蛋白或可抑制肝臟對TTR的攝入，這表明TTR與蛋白代謝過程存在共同的途徑。鑒于Megalin不在肝臟中表達，因此，需要進一步的研究來闡明TTR在肝臟中如何進行代謝作用 [14] （圖2）。
圖2. TTR的代謝途徑
4、TTR在淀粉樣變性病、代謝疾病以及腫瘤中的作用
TTR作為人類生命活動的基本物質(zhì)，TTR生理功能遠遠不只是轉(zhuǎn)運甲狀腺素和視黃醇。特定位置的TTR分別具有特定的生理效應(yīng)。在TTR相關(guān)疾病的研究中，研究最多的是TTR相關(guān)淀粉樣變性病，如轉(zhuǎn)甲狀腺素蛋白淀粉樣變性心肌?。═ransthyretin Cardiac Amyloidosis Myocardiopathy，ATTR-CM） [15]、轉(zhuǎn)甲狀腺素蛋白淀粉樣變性多發(fā)性神經(jīng)?。═ransthyretin Amyloid Polyneuropathy，ATTR-PN） [16]，以及阿爾茲海默癥（Alzheimer's Disease，AD） [17]。TTR還與多種代謝疾病相關(guān)，如II型糖尿病和糖調(diào)節(jié)受損 [18]。TTR與腫瘤也有相關(guān)報道，其在不同的腫瘤細胞中的表達水平存在明顯差異，可能參與促進或抑制惡性腫瘤的過程 [19, 20]。
4.1 TTR相關(guān)的淀粉樣變性病
如前所述，TTR基因突變能導(dǎo)致可遺傳的家族性淀粉樣變性病（如ATTR-CM和ATTR-PN）。ATTR-CM是一種罕見的心肌病，主要是由于TTR基因突變，引起TTR蛋白異常解聚形成異常物質(zhì)（淀粉樣物質(zhì)）沉積于心臟，表現(xiàn)為限制性心肌病和進行性心力衰竭 [21]。ATTR-PN是一種遺傳性的罕見致死性神經(jīng)退行性疾病，系TTR基因變異致周圍神經(jīng)和多器官系統(tǒng)受累的常染色體顯性遺傳性疾病，其臨床主要表現(xiàn)為四肢遠端對稱性感覺障礙，如麻木、疼痛、肌無力和肌萎縮等等 [22]。目前，ATTR-CM和ATTR-PN的治療方法主要是抑制突變型TTR基因mRNA的產(chǎn)生或穩(wěn)定TTR蛋白四聚體的結(jié)構(gòu)。
除了遺傳性的淀粉樣病變，另外，與TTR研究較多的疾病是阿爾茲海默癥（Alzheimer’s disease，AD），AD是一種中樞神經(jīng)系統(tǒng)變性病，淀粉樣蛋白的粘性斑塊是AD的標志。有研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)TTR表達上升時，AD癥狀發(fā)展較慢 [17]。另有報道顯示，TTR遺傳突變或能作為阿爾茲海默病的風(fēng)險基因 [23]。因此，TTR可能在AD中既有保護作用又有危害。
4.2 TTR相關(guān)的代謝疾病
TTR作為一種常規(guī)的生化檢測指標，長期以來TTR都被視為評價機體營養(yǎng)狀態(tài)的敏感臨床指標。多項研究表明，糖尿病患者體內(nèi)TTR水平與其并發(fā)癥及預(yù)后密切相關(guān)。此外，血漿高TTR水平與II型糖尿病和糖調(diào)節(jié)受損患病風(fēng)險增加存在顯著的正關(guān)聯(lián)關(guān)系。TTR能結(jié)合視黃醇轉(zhuǎn)運蛋白形成大分子化合物，以降低視黃醇結(jié)合蛋白的腎臟濾過率，維持血漿視黃醇結(jié)合蛋白濃度，而視黃醇結(jié)合蛋白作為一種明確的脂肪因子，與糖尿病發(fā)生發(fā)展有著密不可分的關(guān)系 [18, 24, 25]。這些研究為TTR作為代謝患病風(fēng)險潛在的生物標志物提供了理論基礎(chǔ)。
4.3 TTR相關(guān)的腫瘤疾病
多項研究表明，TTR在多種腫瘤患者血漿中和腫瘤細胞內(nèi)的表達存在異常，包括胰腺癌 [26]、肺癌 [27]、肝癌 [28]、卵巢癌 [29]、結(jié)直腸癌 [30]。比如，在肝癌細胞中，TTR基因存在缺失，在體外轉(zhuǎn)染肝癌細胞后可抑制其生長。而有實驗發(fā)現(xiàn)TTR在胰腺導(dǎo)管癌中的表達水平上調(diào)，并且TTR在肺癌、卵巢癌及結(jié)直腸癌等其他腫瘤中的表達也存在差異性，提示TTR可能在不同腫瘤中起雙重作用 [28-30]?，F(xiàn)在多數(shù)研究認為，作為腫瘤中異于正常表達的蛋白之一，TTR是一種敏感度和特異性均較好的新的腫瘤標志物，在臨床應(yīng)用中具有潛在的價值和廣闊的空間。
5、TTR的臨床研究進展
目前，已有數(shù)種研發(fā)上市的TTR靶向藥物，主要為TTR抑制劑和TTR穩(wěn)定劑，用于TTR淀粉樣變性病治療。TTR抑制劑通過抑制TTR基因和運甲狀腺素蛋白，從而防止淀粉樣蛋白沉積，進而治療淀粉樣變性病。TTR穩(wěn)定劑通過在甲狀腺素結(jié)合位點與TTR選擇性地結(jié)合，穩(wěn)定化合物并減緩解離成單體，對TTR淀粉樣蛋白形成限速，提高TTR結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。
來自PharmSanp的數(shù)據(jù)庫顯示（表1），已上市的TTR的穩(wěn)定劑包括：輝瑞公司的他法米迪（tafamidis）。此外，BridgeBio Pharma子公司Eidos Therapeutics有一種新研發(fā)的四聚體穩(wěn)定劑acoramidis（AG-10、BBP-265）具有良好的耐受性和安全性，正在進行Ⅲ期臨床試驗。已上市的TTR抑制劑包括：有Ionis Pharmaceuticals公司的伊諾特生（Inotersen Sodium）、Alnylam Pharmaceuticals公司的帕替司蘭（Patisiran Sodium）。除了TTR抑制劑和TTR穩(wěn)定劑，更多的靶向TTR創(chuàng)新藥物進入臨床，如NI-006蛋白質(zhì)折疊調(diào)節(jié)劑，為一款在研人源化單克隆抗體，正處于I期臨床，用于心肌疾病、TTR淀粉樣變性病、家族性淀粉樣神經(jīng)病。綜合國內(nèi)外的文獻，TTR還對多種代謝和惡性腫瘤的早期預(yù)測具有價值。因此，未來進一步的開展TTR對于臨床疾病淀粉樣變性、代謝、以及腫瘤的研究，將具有巨大的重大意義。
| 藥物 | 靶點 | 作用機制 | 藥物類型 | 適應(yīng)癥 | 在研機構(gòu) | 最高研發(fā)狀態(tài) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Patisiran Sodium | TTR；RNA | RNA干擾 | siRNA | 神經(jīng)系統(tǒng)疾??； 先天性遺傳性新生兒疾病和畸形； 內(nèi)分泌與代謝疾病 |
Alnylam Pharmaceuticals, Inc. | 批準上市 |
| INOTERSEN SODIUM | TTR | RNA干擾；TTR抑制劑 | 反義寡核苷酸 | 心血管疾??； 消化系統(tǒng)疾病； 神經(jīng)系統(tǒng)疾病 |
IONIS PHARMACEUTICALS，INC.； Akcea Therapeutics, Inc. |
批準上市 |
| Tafamidis Meglumine | TTR | TTR穩(wěn)定劑 | 小分子化藥 | 神經(jīng)系統(tǒng)疾??； 心血管疾病； 先天性遺傳性新生兒疾病和畸形 |
Pfizer Europe MA EEIG； FoldRx Pharmaceuticals, Inc.； Pfizer Inc. |
批準上市 |
| Vutrisiran | TTR | RNA干擾；TTR抑制劑 | siRNA | 先天性遺傳性新生兒疾病和畸形； 內(nèi)分泌與代謝疾??； 其他疾病 |
Alnylam Pharmaceuticals, Inc. | 申請上市 |
| Eplontersen | SAA1；TTR | SAA抑制劑；TTR抑制劑 | 反義寡核苷酸 | 內(nèi)分泌與代謝疾?。?br /> 神經(jīng)系統(tǒng)疾病 | IONIS PHARMACEUTICALS，INC.； Akcea Therapeutics, Inc. |
臨床3期 |
| Acoramidis | TTR | TTR調(diào)節(jié)劑 | 小分子化藥 | 神經(jīng)系統(tǒng)疾?。?br />
心血管疾??； 內(nèi)分泌與代謝疾病 |
Eidos Therapeutics； Alexion Pharmaceuticals, Inc. |
臨床3期 |
| NI-006 | TTR | 蛋白質(zhì)折疊調(diào)節(jié)劑 | 單克隆抗體 | 心血管疾病； 神經(jīng)系統(tǒng)疾病 |
Neurimmune Therapeutics； Alexion Pharmaceuticals, Inc. |
臨床1期 |
| PRX-004 | TTR | TTR調(diào)節(jié)劑 | 生物藥 | 其他疾病 | Prothena Corp. Plc； Novo Nordisk |
臨床1期 |
表1：靶向TTR在研藥物
為鼎力協(xié)助各藥企針對TTR靶點在淀粉樣變性、代謝、以及腫瘤等疾病藥物方面的研發(fā)工作，CUSABIO推出TTR活性蛋白產(chǎn)品（Code: CSB-MP025270HUh6；Code: CSB-MP025270MO），助力您在TTR機制方面的研究或其潛在臨床價值的探索。
● Recombinant Human Transthyretin (TTR) (Active)
Purity was greater than 90% as determined by SDS-PAGE. (Tris-Glycine gel) Discontinuous SDS-PAGE (reduced) with 5% enrichment gel and 15% separation gel.
Immobilized RBP4 (CSB-MP019483HU) at 5 μg/ml can bind human TTR, the EC50 of human TTR protein is 284.7-391.7 ng/ml.
● Recombinant Mouse Transthyretin (TTR) (Active)
Purity was greater than 95% as determined by SDS-PAGE. (Tris-Glycine gel) Discontinuous SDS-PAGE (reduced) with 5% enrichment gel and 15% separation gel.
Immobilized Mouse Ttr at 5 μg/ml can bind Mouse Rbp4 (CSB-MP4018MO), the EC50 is 17.06-26.23 ng/mL.
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