杜氏肌营养不良症（Duchenne Muscular Dystrophy, DMD）是一种主要累及男孩的严重遗传性肌肉疾病，在男性中的发病率高达1/5,000 ^[1]。该病主要由编码肌肉关键蛋白——肌营养不良蛋白（Dystrophin）的DMD基因突变引起。患者因体内肌肉关键蛋白的缺失，本应强壮的生命却逐渐面临肌肉萎缩无力，最终可能导致终身轮椅依赖，甚至呼吸衰竭的困境。

 

图1. 肌营养不良蛋白（Dystrophin）：稳固肌肉结构，保障正常收缩 ^[1]。

 

基因太大，病毒“装不下”？DMD基因疗法开发的“拦路虎”

DMD基因是人体已知最大的蛋白编码基因，长度约2.4 Mb。超过75%的患者存在DMD基因的大片段缺失或无义突变，且突变集中于第3-9号和第45-55号外显子区域。这些突变导致肌营养不良蛋白缺失，并进一步引发肌营养不良蛋白相关糖蛋白复合物（DGC）的分解，破坏肌动蛋白与细胞外基质间的相互作用，使肌肉极易受损。这种肌肉易损性最终导致肌肉组织和功能进行性丧失，以及心肌病的发展 ^[2]。传统的腺相关病毒（AAV）基因疗法受限于载体容量，无法递送完整的DMD基因。目前，AAV疗法只能退而求其次，递送“迷你版”——微型肌营养不良蛋白（Micro-Dystrophin）基因 ^[1-3]。

 

 

图2. DMD突变类型复杂多样，大片段缺失最为常见，给基因疗法设计带来挑战 ^[4]。

 

“迷你版”基因疗法的局限性：免疫原性风险

然而，微型肌营养不良蛋白也存在潜在问题。部分DMD患者由于基因缺失，体内已丢失特定区域的Dystrophin表位。若基因疗法所使用的Micro-Dystrophin恰好包含这些“缺失区域”，患者免疫系统可能将其视为“非自身”表位，从而引发免疫排斥反应，导致炎症损伤 ^{[5, 6]}。 此外，为达到理想疗效，此类AAV疗法往往需要更大剂量的病毒输注，无疑增加了副作用和组织毒性风险。

 

图3. AAV基因疗法面临免疫原性挑战，部分患者出现严重免疫不良反应 ^[6]。

 

外显子跳跃疗法：DMD治疗的新策略

有没有更好的治疗途径？外显子跳跃疗法应运而生。该疗法利用反义寡核苷酸（AON）介导的技术，在DMD基因前体mRNA（pre-mRNA）水平“跳过”突变或缺失的外显子，重塑mRNA阅读框，从而生成截短但仍具功能的Dystrophin蛋白。

图4. 外显子跳跃疗法治疗DMD的机制 ^[7]。

 

目前，已有四种靶向45号、51号或53号外显子的AON药物获得FDA批准，为部分患者带来了新的希望 ^[8]。然而，仍有大量患者未能受益。近期研究显示，单次或多次外显子跳跃策略有望覆盖更广泛的患者群体。例如，靶向51号外显子的跳跃策略适用于17.2%的大片段缺失患者；而靶向45-55号外显子或3-9号外显子的多外显子跳跃策略，适用范围可分别扩大至70.6%和19.2%的大片段缺失突变，显著提升受益患者比例 ^[8]。

 

图5. 外显子跳跃策略展现广阔应用前景，有望覆盖各类DMD突变患者 ^[8]。

 

人源化小鼠模型：外显子跳跃疗法研发的“加速器”

为推进外显子跳跃疗法从理论走向临床，亟需可靠的临床前动物模型验证其安全性和有效性。由于外显子跳跃疗法需要作用于人类DMD基因，表达人类DMD基因的人源化小鼠模型成为评估此类疗法的理想平台。多家研究机构和企业，如VICO Therapeutics、Entrada Therapeutics和BioMarin等，已成功利用DMD人源化小鼠模型筛选和评估新一代AON分子 ^[9-13]，这些模型在推动DMD疗法发展中发挥了重要作用。

 

图6. DMD人源化小鼠用于AON候选分子的体内筛选 ^[9]。

 

赛业生物DMD人源化模型：数据实力见证

为加速DMD新疗法研发进程，赛业生物推出了HUGO-GT™（全基因组人源化模型）项目，构建了多款DMD人源化小鼠模型。这些小鼠携带了人类DMD基因高发突变区域，为研究者提供了有力工具，成为外显子跳跃疗法研发的加速器。

 

 

部分人源化小鼠验证数据如下：

• B6-hDMD(E8-30)小鼠

图7. B6-hDMD(E8-30)小鼠成功表达人类DMD基因及完整Dystrophin蛋白。

 

• B6-hDMD(E49-53)小鼠

 

图8. B6-hDMD(E49-53)小鼠成功表达人类DMD基因及完整Dystrophin蛋白。

 

• B6-hDMD(E44-45)小鼠

图9. B6-hDMD(E44-45)小鼠成功表达人类DMD基因及完整Dystrophin蛋白。

 

• B6-hDMD(E44-45)*Del E44小鼠：模拟44号外显子缺失突变

 

图10. B6-hDMD(E44-45)*Del E44小鼠因44号外显子缺失导致功能障碍，出现显著的肌肉损伤表型。

 

随着基因编辑和核酸药物技术的不断进步，DMD的治疗正迎来新的曙光。人源化小鼠模型的应用，不仅为新疗法的开发提供了重要支持，也为无数DMD患者和家庭带来了希望。我们期待，在不久的将来，科学的力量能够彻底改变DMD患者的命运，赋予他们健康和力量。

 

参考文献

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