新品上架|B6-hABCA4小鼠：新型基因编辑疗法临床前研究的关键模型

近期，基因编辑、RNA编辑及小核酸疗法领域取得多项突破性进展：

ADAR介导的RNA编辑：10月17日，Wave Life Sciences宣布全球首个基于ADAR的RNA编辑疗法WVE-006完成临床概念验证，数据表现积极 [1]；

碱基（Base）编辑：11月6日，Beam Therapeutics将在美国血液学会（ASH）年会上公布其碱基编辑疗法BEAM-101的早期临床概念验证数据。该疗法显著提高镰状细胞病（SCD）患者的胎儿血红蛋白（HbF）水平 [2]。

CRISPR基因编辑：11月16日，Intellia Therapeutics开发的ATTR淀粉样变性基因编辑疗法Nexiguran ziclumeran的研究成果发表于《新英格兰医学杂志》（NEJM）。数据显示，该疗法可持久降低疾病指标超过90%，疗效持续两年 [3]。

RNA干扰（RNAi）：11月17日，RNAi疗法先驱Alnylam公布其第三代TTR靶向RNAi药物Nucresiran的早期临床数据，单次给药即可实现半年疗效 [4]。

这些进展充分展示了基于DNA/RNA疗法的巨大潜力。在此背景下，ABCA4作为首个进入临床的RNA外显子编辑疗法靶点备受关注，或将成为下一代基因及RNA疗法的重要突破方向。

 图1. 全球首个体内RNA外显子编辑疗法ACDN-01于年初获批进入临床试验 ^[5]。

ABCA4与Stargardt病（STGD）

黄斑是视网膜的中心区域，负责“高分辨率”的彩色视觉。老年性黄斑变性（AMD）和单基因黄斑变性均可能导致失明。其中，单基因黄斑变性通常发病于青少年，病情更为严重，患者可能逐渐丧失阅读、驾驶或面部识别能力，最终导致中心视力丧失。最常见的单基因黄斑变性为Stargardt病（STGD），每6,500人中约有1人患病，主要由ABCA4基因双等位基因功能丧失突变引起 ^[6]。ABCA4蛋白是一种位于光感受器和视网膜色素上皮细胞中的膜转运蛋白，其主要功能是清除视紫红质光漂白后产生的有毒代谢产物，防止这些化合物在视网膜中堆积 ^[7-8]。ABCA4基因的突变会导致毒性代谢产物如N-视黄基磷脂酰乙醇胺和脂褐素A2E的异常积累，从而引发视网膜色素上皮细胞和感光细胞的死亡，最终导致视网膜变性类疾病 ^[7-8]。

 图2. ABCA4蛋白在光感受器杆外节中的定位及其在视觉循环中的作用 ^[8]。

ABCA4：新型疗法的“试验田”

ABCA4基因变异约占遗传性视网膜疾病（IRD）病例的30%，具有广泛的患者基础 ^[9]。尽管STGD是最常见的遗传性黄斑营养不良形式，但目前尚无有效治疗方法。由于ABCA4基因长度（约128 kb）及编码ABCA4蛋白理论所需的最短序列（6.8 kb）均超过AAV载体的递送上限（4.7 kb），传统基因补充疗法难以奏效 ^[10]。此外，ABCA4基因中存在超过2,200种与疾病相关的变异，大多数为错义突变，其次为影响前mRNA剪接的突变 ^[11]。这些特性使ABCA4成为基因编辑和RNA疗法等新型疗法的重要研究方向：

反义寡核苷酸（AON）：ProQR Therapeutics开发的QR-1011通过校正异常剪接治疗STGD患者 [12-13]。

RNA外显子编辑：Ascidian Therapeutics的ACDN-01可替换ABCA4 mRNA前22个外显子，理论上覆盖约70%的STGD患者 [14-15]。

碱基编辑：Beam Therapeutics针对ABCA4基因常见突变开发了高效碱基编辑器，并在ABCA4人源化小鼠、非人灵长类动物和人类视网膜组织中取得了突变矫正效果 [9, 16]。

QR-1011和ACDN-01均已进入临床试验阶段。此外，多家机构在今年的视觉与眼科研究协会（ARVO）年会上展示了多种新型疗法的临床前验证数据。这些疗法包括基因编辑（如Cas9介导的编辑、转座子系统、SaKKH碱基编辑）、RNA编辑（如Cas13介导的RNA碱基编辑、ADAR介导的RNA编辑）、新型AAV载体疗法（mini-ABCA4蛋白、双AAV载体策略）、反义寡核苷酸（AON）以及同源性非依赖靶向整合（HITI）等 ^[17-18]。

图3. 反义寡核苷酸（AON）疗法QR-1011通过抑制病理性突变导致的外显子跳跃来治疗STGD ^[12]。

人源化小鼠在基因/RNA编辑疗法临床前评估中的应用

由于人类与小鼠在基因上的差异，以及基因编辑、RNA编辑和反义寡核苷酸（AON）疗法均靶向人类ABCA4基因，采用人源化小鼠模型可显著提高此类疗法的临床前体内评估精度。例如，Beam开发的碱基编辑疗法利用携带致病突变的人源化小鼠模型，成功评估了其体内编辑效率 ^[16]。

图4. A-to-G碱基编辑器（ABE）在ABCA4 G1961E人源化小鼠体内成功实现突变矫正 ^[16]。

赛业生物自研ABCA4人源化模型及人源化点突变模型

赛业生物开发了ABCA4全基因组替换的B6-hABCA4人源化小鼠模型（产品编号：C001551），并在此基础上构建了携带致病突变c.5461-10T>C的B6-hABCA4*c.5461-10T>C人源化点突变小鼠模型（产品编号：I001210），该模型能够在小鼠体内成功重现人类患者中ABCA4基因的异常剪接模式。

(1) B6-hABCA4小鼠

该模型仅表达人类ABCA4基因及其转录本，同时保持正常的视网膜结构和光感受器功能。

图5. B6-hABCA4小鼠成功表达人类ABCA4基因并保持正常的视网膜结构和光感受器功能。 

(2) B6-hABCA4*c.5461-10T>C小鼠

该小鼠是通过在B6-hABCA4小鼠基础上引入c.5461-10T>C突变构建。该突变导致剪接异常，产生39号外显子跳过及39–40号外显子跳过的异常转录本，并使正常ABCA4转录本减少，该突变也是ASO疗法QR-1011的靶向位点。基因表达和测序结果显示，该模型成功重现了患者体内的剪接缺陷和转录模式，为研究STGD相关疗法提供了重要工具。

 图6. B6-hABCA4*c.5461-10T>C小鼠重现人类疾病患者中ABCA4的异常剪接模式。

总结

B6-hABCA4小鼠（产品编号：C001551）能够正常表达人类ABCA4基因，并保持视网膜结构、血管形态和光感受器功能的正常状态。基于该模型，赛业生物构建了携带c.5461-10T>C突变的B6-hABCA4*c.5461-10T>C小鼠（产品编号：I001210）。该突变导致异常剪接，产生跳过39号外显子及39–40号外显子的异常转录本，同时减少正常ABCA4转录本，成功重现了患者体内的剪接缺陷和异常转录本模式。这两种模型为Stargardt病（STGD）相关的新型疗法（如基因编辑、反义寡核苷酸、碱基编辑及RNA编辑）的临床前体内评估提供了重要工具。