ยีนบำบัดโดยใช้เวกเตอร์ไวรัสเป็นเทคโนโลยีในการเสริมหรือซ่อมแซมยีนที่ทำงานผิดปกติ ดวงตามีลักษณะสามประการที่ทำให้เหมาะสมเป็นพิเศษสำหรับยีนบำบัด: เอกสิทธิ์ทางภูมิคุ้มกัน, กำแพงกั้นเลือด-จอตา, และเซลล์ที่แยกชนิดขั้นสุดท้าย
เอกสิทธิ์ทางภูมิคุ้มกัน เป็นกลไกที่ดวงตาจำกัดการตอบสนองต่อการอักเสบเพื่อรักษาการทำงานของการมองเห็น โมเลกุลควบคุมภูมิคุ้มกันจะยับยั้งเซลล์อักเสบและลดการตอบสนองทางภูมิคุ้มกันต่อยีนที่นำเข้า กำแพงกั้นเลือด-จอตา จำกัดการสัมผัสยาทั้งระบบและลดผลข้างเคียง เนื่องจากดวงตาประกอบด้วย เซลล์ที่แยกชนิดขั้นสุดท้าย (เซลล์รับแสงและเซลล์ RPE) ความเสี่ยงของการรวมตัวของโครโมโซมหรือการกลายพันธุ์แบบแทรกจึงต่ำโดยธรรมชาติ
มีการค้นพบการกลายพันธุ์ของยีนมากกว่า 270 ชนิดที่ทำให้เกิดโรคจอตาทางพันธุกรรม (IRD) และการกลายพันธุ์ส่วนใหญ่ปรากฏในเซลล์รับแสงหรือเซลล์ RPE IRD ส่วนใหญ่เป็นโรคที่เกิดจากยีนเดี่ยว ทำให้เป็นเป้าหมายที่เหมาะสำหรับยีนบำบัดทดแทน
ในเดือนธันวาคม 2017 FDA อนุมัติ voretigene neparvovec (ชื่อการค้า: Luxturna) ที่พัฒนาโดย Spark Therapeutics EMA ก็อนุมัติในปี 2018 เช่นกัน 5) นี่เป็นผลิตภัณฑ์ยีนบำบัดทางตาชนิดแรกของโลกที่มุ่งเป้าไปที่ IRD (LCA2 และจอตาอักเสบชนิดรงควัตถุ) ที่เกี่ยวข้องกับการกลายพันธุ์ของยีน RPE65 ทั้งสองอัลลีล
ดวงตามีลักษณะเอกสิทธิ์ทางภูมิคุ้มกัน กำแพงกั้นเลือด-จอตา และพื้นที่ปิด ทำให้สามารถส่งเวกเตอร์ปริมาณน้อยไปยังเซลล์เป้าหมายได้อย่างมีประสิทธิภาพ นอกจากนี้ จอตาประกอบด้วยเซลล์ที่แยกชนิดขั้นสุดท้ายที่ไม่แบ่งตัว ทำให้ยีนแสดงออกอย่างเสถียรและยาวนาน ปัจจัยเหล่านี้เร่งยีนบำบัดในจักษุวิทยา
อาการของโรคจอประสาทตาทางพันธุกรรมที่รักษาด้วยยีนบำบัดจะแตกต่างกันไปตามโรค แต่อาการหลักมีดังนี้:
ลักษณะของจอประสาทตาใน LCA2
การสะสมเม็ดสีคล้ายกระดูก: เม็ดสีดำเป็นเม็ดๆ รอบหลอดเลือดจอประสาทตาและบริเวณรอบนอกส่วนกลาง เป็นลักษณะคลาสสิกของจอประสาทตาอักเสบชนิดมีเม็ดสี
หลอดเลือดจอประสาทตาตีบแคบ: หลอดเลือดแดงจะเล็กลงเมื่อโรคดำเนินไป
หัวประสาทตาซีด: พบในระยะลุกลาม
FAF ลดลง: การเรืองแสงอัตโนมัติลดลงเนื่องจากความผิดปกติของวงจรการมองเห็น เป็นลักษณะเฉพาะของ RPE65-IRD
อาการร่วมหลังการรักษาด้วย VN
ฝ่อของคอรอยด์และจอประสาทตา: รายงานใน 13-28% หลังผ่าตัด อาจเกิดขึ้นนอกบริเวณที่กรีดจอประสาทตาได้เช่นกัน 2)
การเกิดตุ่มน้ำใต้จอประสาทตา: ภาวะที่เซลล์รับแสงและ RPE หลุดออกชั่วคราวหลังการฉีดยาใต้จอประสาทตา
ภาวะแก้วตาเสื่อม (Vitritis): ปฏิกิริยาการอักเสบที่เกิดขึ้นส่วนใหญ่ในช่วงต้นหลังการรักษา
ต้อกระจกชนิดใต้แคปซูลด้านหลัง (Posterior subcapsular cataract): มีรายงานในกรณีที่ติดตามระยะยาว1)
ไวรัสพาหะหลักที่ใช้ในการบำบัดด้วยยีนทางจักษุวิทยามีสามชนิด ได้แก่ AAV, อะดีโนไวรัส และเลนติไวรัส คุณสมบัติของแต่ละชนิดแสดงไว้ด้านล่าง5)
| พาหะ | กรดนิวคลีอิก | ความจุ | ภูมิคุ้มกัน | การกลายพันธุ์แบบแทรก |
|---|---|---|---|---|
| AAV | DNA สายเดี่ยว | ประมาณ 4.7 kb | ต่ำ | ต่ำ (เอพิโซม) |
| อะดีโนไวรัส | DNA สายคู่ | สูงสุด 37 kb | สูง | ต่ำ (เอพิโซม) |
| เลนติไวรัส | RNA สายเดี่ยว | 8–10 kb | ปานกลาง | มี (การรวมเข้ากับโครโมโซม) |
AAV เป็นไวรัส DNA สายเดี่ยวที่ไม่มีเปลือกหุ้ม อยู่ในวงศ์ Parvoviridae ปัจจุบันเป็นเวกเตอร์ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุดในการบำบัดยีนจอประสาทตา5).
ข้อดีของ AAV มีดังนี้5):
มีการระบุซีโรไทป์ที่ชัดเจน 13 ชนิด โดย AAV2, AAV4, AAV5 และ AAV8 ถูกใช้เป็นหลักในจักษุวิทยา AAV2 สามารถติดเชื้อชั้นในของจอประสาทตาจากด้านแก้วตาได้สำเร็จ แต่การเข้าถึงชั้นนอกมีจำกัด การฉีดใต้จอประสาทตาของ AAV2 และ AAV8 แสดงให้เห็นถึงการนำส่งไปยัง RPE และเซลล์รับแสงอย่างมีประสิทธิภาพตามลำดับ
ประมาณ 70% ของประชากรทั่วไปมีแอนติบอดีที่มีอยู่ก่อนต่อ AAV2 และ 38% มีแอนติบอดีต่อ AAV8 แอนติบอดีที่ทำให้เป็นกลางเหล่านี้สัมพันธ์กับการลดลงของการแสดงออกของยีน ดังนั้นเวกเตอร์ที่ใช้ AAV8 อาจมีประสิทธิภาพมากกว่า AAV2
ความจุในการบรรจุมีจำกัดประมาณ 4.7–4.8 kb จึงไม่สามารถรองรับยีนขนาดใหญ่ เช่น ABCA4 (โรคสตาร์การ์ด) และ MYO7A (กลุ่มอาการอัชเชอร์) ได้ 5)
ไวรัสดีเอ็นเอสายคู่ที่ไม่มีเปลือกหุ้ม สามารถบรรจุยีนได้สูงสุด 37 kb มีคุณสมบัติเริ่มแสดงออกภายใน 48 ชั่วโมงหลังฉีด อย่างไรก็ตาม ทำให้เกิดการตอบสนองทางภูมิคุ้มกันที่รุนแรง และมีรายงานผลข้างเคียงร้ายแรง เช่น ไข้ ตับถูกทำลาย การติดเชื้อทั่วร่างกาย และเสียชีวิต ดังนั้นปัจจุบันในจักษุวิทยาจึงใช้เฉพาะในการทดลองเรติโนบลาสโตมาเพียงการศึกษาเดียวเท่านั้น 5)
รีโทรไวรัสอาร์เอ็นเอสายเดี่ยวที่มาจากเอชไอวี ไวรัสโลหิตจางติดเชื้อในม้า (EIAV) เป็นต้น สามารถบรรจุยีนขนาด 8–10 kb มีประสิทธิภาพในการนำยีนเข้าสู่เซลล์ RPE แต่ไม่สามารถกำหนดเป้าหมายเซลล์รับแสงได้อย่างมีประสิทธิภาพ แตกต่างจาก AAV และอะดีโนไวรัสตรงที่ รวม ดีเอ็นเอสายคู่เข้ากับโครโมโซม ซึ่งมีความเสี่ยงต่อการกลายพันธุ์แบบแทรก 5) เวกเตอร์ EIAV ถูกใช้ในการทดลองทางคลินิกสำหรับโรคสตาร์การ์ดและกลุ่มอาการอัชเชอร์ (USH1B)
เนื่องจากความจุของ AAV จำกัดอยู่ที่ประมาณ 4.7–4.8 kb โรคที่ต้องใช้ยีนขนาดใหญ่เกินกว่านี้ เช่น ABCA4 (โรคสตาร์การ์ด) MYO7A (กลุ่มอาการอัชเชอร์) และ EYS จึงไม่สามารถรักษาด้วย AAV ได้ 5) ในกรณีนี้ เวกเตอร์เลนติไวรัสเป็นทางเลือก แต่มีความเสี่ยงต่อการรวมตัวกับโครโมโซม
มีเส้นทางการให้ยาหลักสามเส้นทางสำหรับการบำบัดด้วยยีนไวรัสทางจักษุ ลักษณะและข้อบ่งชี้ของแต่ละเส้นทางแสดงไว้ด้านล่าง
การฉีดเข้าแก้วตา
การรุกราน: รุกรานน้อยที่สุด สามารถทำแบบผู้ป่วยนอกภายใต้ยาชาเฉพาะที่
บริเวณที่ถึง: ส่วนใหญ่เป็นจอประสาทตาชั้นใน เยื่อจำกัดชั้นใน (ILM) เป็นอุปสรรคสำคัญในการเข้าถึงจอประสาทตาชั้นนอก (RPE และเซลล์รับแสง) 5)
การตอบสนองทางภูมิคุ้มกัน: การตอบสนองทางภูมิคุ้มกันแบบฮิวเมอรัลมักรุนแรง การสร้างแอนติบอดีที่ทำให้เป็นกลางอาจส่งผลต่อการให้เวกเตอร์ชนิดเดียวกันแก่ตาอีกข้าง
ภาวะแทรกซ้อน: เยื่อบุตาอักเสบ จอประสาทตาลอก (อุบัติการณ์น้อยกว่า 1%)
การฉีดใต้จอประสาทตา
การรุกราน: รุกรานมากที่สุด ต้องผ่าตัดวุ้นตาแบบ pars plana ในห้องผ่าตัด
ตำแหน่งเป้าหมาย: เข้าถึงจอประสาทตาชั้นนอก (RPE และเซลล์รับแสง) โดยตรง Voretigen neparvovec ถูกให้ผ่านทางนี้5)
ปฏิกิริยาภูมิคุ้มกัน: ปฏิกิริยาภูมิคุ้มกันแบบฮิวเมอรัลน้อยที่สุด อักเสบน้อยกว่าการฉีดเข้าวุ้นตา5)
ภาวะแทรกซ้อน: รูจุดรับภาพ, เลือดออกใต้จอประสาทตา, พังผืด, จอประสาทตาลอก
การฉีดเหนือคอรอยด์ (suprachoroidal) เป็นทางที่ค่อนข้างใหม่ซึ่งสามารถกำหนดเป้าหมาย RPE และคอรอยด์ส่วนปลายได้กว้าง และอาจหลีกเลี่ยงการจัดการโดยตรงที่จุดรับภาพ5)
ทำในห้องผ่าตัดภายใต้การฉีดยาชา retrobulbar (หรือการดมยาสลบ) หลังจากฆ่าเชื้อพื้นผิวตาด้วยไอโอดีน ทำการผ่าตัดวุ้นตาแบบ pars plana ด้วยเครื่องมือขนาด 23 หรือ 25 เกจ จากนั้นวางปลายเข็ม 41 เกจในช่องใต้จอประสาทตา ฉีดน้ำเกลือชลประทานลูกตา (BSS) เพื่อสร้างตุ่มน้ำ แล้วจึงให้ไวรัสเวกเตอร์ OCT ระหว่างผ่าตัดมีประโยชน์ในการระบุตำแหน่งและเพิ่มความแม่นยำในการฉีด
หลังผ่าตัด ให้ผู้ป่วยนอนหงายเป็นเวลา 2-24 ชั่วโมงเพื่อให้ของเหลวอยู่ที่ขั้วหลัง ให้ยา prednisone ทางปากเป็นเวลา 21-61 วันหลังผ่าตัด โดยลดขนาดลงหลังจากสองสัปดาห์แรก การติดตามผลอย่างต่อเนื่องรวมถึงการประเมินการมองเห็น, ลานสายตา, microperimetry, ERG, OCT, ภาพถ่ายจอประสาทตา และ autofluorescence (AF)
Voretigene neparvovec (Luxturna) เป็นผลิตภัณฑ์ยีนบำบัดทางตาชนิดไวรัสที่ได้รับการอนุมัติจาก FDA (2017) และ EMA (2018) สำหรับ IRD ที่เกี่ยวข้องกับการกลายพันธุ์แบบสองอัลลีลของยีน RPE655) โดยยีนถ่าย RPE65 ถูกบรรจุใน AAV2 และส่งไปยังเซลล์ RPE ที่ยังมีชีวิตผ่านการฉีดใต้จอประสาทตา
ในการทดลองระยะที่ 3 ผู้ป่วย 29 รายอายุ 3 ปีขึ้นไปที่มีค่าสายตา 20/60 หรือต่ำกว่าเข้าร่วม และพบว่าการมองเห็นเชิงหน้าที่ดีขึ้นจากการทดสอบการเคลื่อนที่ด้วยความสว่างหลายระดับ (MLMT) (พบการอักเสบเล็กน้อยในผู้ป่วย 2 ราย แต่ไม่มีภาวะแทรกซ้อนรุนแรง)
เกณฑ์การคัดเลือกมีดังนี้:
| โรค | ยีน | พาหะ | เส้นทางการให้ยา |
|---|---|---|---|
| โรคจอประสาทตาหลุดลอกแบบเชื่อมโยง X (XLRS) | RS1 | AAV | ฉีดเข้าแก้วตา |
| โรคสตาร์การ์ดท์ | ABCA4 | EIAV (เลนติไวรัส) | ใต้จอประสาทตา |
| โรคคอริออยเดอรีเมีย | CHM (REP1) | AAV2 | ใต้จอประสาทตา |
| จอประสาทตาเสื่อมชนิดรงควัตถุ (ถ่ายทอดทางโครโมโซม X) | RPGR | AAV8/AAV9 | ใต้จอประสาทตา |
| ตาบอดสีทั้งหมด | CNGA3/CNGB3 | AAV | ใต้จอประสาทตา |
| จอประสาทตาเสื่อมชนิดเปียกที่เกี่ยวข้องกับอายุ | อะฟลิเบอร์เซปต์ | AAV2 | ฉีดเข้าแก้วตา |
| โรคเส้นประสาทตาฝ่อจากพันธุกรรมลีเบอร์ (LHON) | ND4 | AAV2 | ฉีดเข้าแก้วตา |
ปัจจุบันมีการทดลองทางคลินิกเกี่ยวกับการบำบัดด้วยการแทนที่ยีนทางจักษุวิทยามากกว่า 30 รายการที่กำลังดำเนินอยู่
ผู้ป่วยที่มีการกลายพันธุ์ที่ก่อโรคแบบสองอัลลีล (biallelic) ในยีน RPE65 และยังมีเซลล์จอประสาทตาที่มีชีวิตเหลืออยู่ซึ่งสามารถรักษาได้เป็นข้อกำหนดเบื้องต้นสำหรับการบ่งชี้ 5) ในกรณีตาบอดสนิทที่การมองเห็นใกล้ศูนย์ ผลการรักษาอาจไม่เป็นที่น่าพอใจ ดังนั้นการรักษาในช่วงเวลาที่ยังคงมีการทำงานของจอประสาทตาที่เหลืออยู่จึงมีความสำคัญ
RPE65 (เรตินอยด์ไอโซเมอโรไฮโดรเลส) เป็นเอนไซม์ที่แสดงออกสูงในเซลล์ RPE และมีบทบาทในการเปลี่ยน all-trans-เรตินิลเอสเทอร์เป็น 11-cis-เรตินอลในวงจรการมองเห็น การขาด RPE65 ทำให้เกิดการขาด 11-cis-เรตินัล (อนุพันธ์ของวิตามินเอซึ่งเป็นวัตถุดิบของเม็ดสีรับแสงในเซลล์รูปแท่ง) ส่งผลให้กระบวนการแปลงสัญญาณแสง (phototransduction) ในเซลล์รับแสงบกพร่อง
แคปซิดของ AAV ประกอบด้วยโครงสร้าง beta-barrel และห่วงบนพื้นผิวที่โผล่ออกมา โดยห่วงบนพื้นผิวเป็นตัวกำหนดความจำเพาะต่อเนื้อเยื่อ (tropism) 5) เนื่องจากเซลล์ที่แคปซิดสัมผัสแตกต่างกันไปตามเส้นทางการให้ยา ดังนั้นเซลล์ใดจะถูกทรานส์ดักชันจึงถูกกำหนดโดยการรวมกันของเส้นทางการให้ยาและแคปซิด
ความจำเพาะต่อ RPE และเซลล์รับแสงตามซีโรไทป์มีดังนี้:
โปรตีนแปลกปลอมและ DNA แปลกปลอมเป็นที่รู้จักว่าเป็นปัจจัยกระตุ้นการอักเสบ และสามารถทำให้เกิดการอักเสบได้แม้ในสภาพแวดล้อมภายในลูกตาที่มีภูมิคุ้มกันพิเศษ ในการฉีดเข้าแก้วตา ไวรัสพาหะจะกระจายไปทั่วช่องว่างแก้วตา ทำให้เกิดการตอบสนองทางภูมิคุ้มกันแบบฮิวเมอรัลได้ง่าย ในทางตรงกันข้าม การฉีดใต้จอตาจะช่วยป้องกันไวรัสพาหะจากระบบภูมิคุ้มกันได้ดีกว่า ดังนั้นปฏิกิริยาการอักเสบจึงน้อยกว่า 5)
แคปซิดทำให้เกิดการอักเสบภายในแก้วตาโดยเฉพาะ ในขณะที่สารพันธุกรรมมีส่วนร่วมในการอักเสบทั้งในส่วนหน้าและส่วนหลังของลูกตา แคปซิดเปล่าก็ได้รับการยืนยันว่าทำให้เกิดแก้วตาอักเสบหลังการฉีดเข้าแก้วตา
กลไกของ CRA หลังการรักษาด้วย VN ยังไม่เป็นที่เข้าใจอย่างสมบูรณ์ แต่เชื่อว่าเกี่ยวข้องกับหลายปัจจัย
Kolesnikova และคณะ (2022) รายงานการติดตามผล 8 ปีในผู้ป่วยที่ได้รับการรักษา VN เมื่ออายุ 11 ปี และเกิดฝ่อของคอรอยด์และจอประสาทตาเมื่ออายุ 19 ปี4) ก่อนการรักษา การเรืองแสงอัตโนมัติเกือบหายไป แต่ในการติดตามผลที่ 6 และ 8 ปี ตรวจพบการเรืองแสงอัตโนมัติในบริเวณพาราโฟเวีย ซึ่งบ่งชี้ถึงการทำงานของวงจรการมองเห็นอย่างต่อเนื่อง หลังจาก 8 ปี การมองเห็นในตาทั้งสองข้างกลับสู่ค่าพื้นฐานก่อนการรักษา และโรคคงที่
Merle และคณะ (2025) รายงานผลระยะสั้นของการรักษา VN ในเด็ก 4 ราย (อายุ 6-12 ปี) ที่มี RPE65-IRD เล็กน้อย3) ผลการช่วยเหลือเซลล์รูปแท่งได้รับการยืนยันในทุกรายโดยการปรับปรุง FST (เกณฑ์การกระตุ้นเต็มลาน) พบ CRA ที่ตำแหน่งรอยผ่าจอประสาทตาใน 3 ราย แต่ไม่มีการขยายตัวแบบก้าวหน้า การแทรกแซงตั้งแต่เนิ่นๆ ในระยะที่มีการเสื่อมของจอประสาทตาน้อยอาจลดความเสี่ยงของ CRA ที่ขยายตัวอย่างรวดเร็ว
Ku และคณะ (2024) รายงาน 4 ราย (การรักษาครั้งแรกอายุ 6-11 ปี การให้ VN อายุ 12-21 ปี) ซึ่งให้ VN ในภายหลังกับตาอีกข้างที่เคยได้รับการรักษาด้วยเวกเตอร์ AAV ที่แตกต่างกัน (rAAV2-CB-hRPE65)2) เกิด CRA ในตาที่ได้รับการรักษา VN ใน 3 ใน 4 ราย (5-22 เดือนจนถึงเริ่มมีอาการ) แม้ว่าการปรับปรุง FST ได้รับการยืนยันในทุกราย แต่อุบัติการณ์ของ CRA สูงกว่าปกติอย่างมีนัยสำคัญ (15-75%) ผู้เขียนเสนอกลไกผสมผสานระหว่างการกระตุ้นภูมิคุ้มกันและการเผาผลาญที่มากเกินไป การให้เวกเตอร์ที่แตกต่างกันในตาที่แตกต่างกันต้องพิจารณาอย่างรอบคอบ
วิวัฒนาการแบบกำหนดทิศทาง (directed evolution): โดยการปรับแต่งแคปซิด AAV อย่างเทียม การพัฒนาเวกเตอร์ที่สามารถผ่านเยื่อขอบเขตชั้นในที่หนาของไพรเมตและไปถึงจอประสาทตาชั้นนอกกำลังดำเนินอยู่5) ซึ่งอาจทำให้สามารถส่งยีนไปยังจอประสาทตาชั้นนอกได้แม้จะฉีดเข้าในน้ำวุ้นตา
RdCVF (ปัจจัยการอยู่รอดของเซลล์รูปกรวยที่มาจากเซลล์รูปแท่ง): กำลังถูกศึกษาเป็นกลยุทธ์ป้องกันระบบประสาทเพื่อส่งเสริมการอยู่รอดของเซลล์รูปกรวย5) อาจเป็นการรักษาทั่วไปสำหรับชนิดย่อยทางพันธุกรรมหลายชนิด
การตัดต่อยีน (CRISPR/Cas9): การวิจัยก่อนทางคลินิกสำหรับการผ่าตัดจีโนมที่อาศัย AAV กำลังดำเนินไป โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับการประยุกต์ใช้ในจอประสาทตาเสื่อมตามอายุและโรคที่เกิดจากการกลายพันธุ์แบบเด่น5)
การฉีดเข้าช่องเหนือคอรอยด์: กำลังถูกวิจัยเป็นเส้นทางใหม่ที่ช่วยให้สามารถรักษาพื้นที่กว้างของ RPE ส่วนปลายและคอรอยด์5)
รายงานหลายฉบับชี้ให้เห็นว่าแม้ในดวงตาที่เกิด CRA การมองเห็น (BCVA) ยังคงคงที่ และการปรับปรุง FST มักจะคงอยู่ 4) อย่างไรก็ตาม หาก CRA ลามไปถึงรอยบุ๋มจอตา อาจส่งผลกระทบต่อการมองเห็น รูปแบบการเติบโตของ CRA แตกต่างกันมากในแต่ละบุคคล จึงจำเป็นต้องติดตามด้วยภาพในระยะยาว
