CELL：埃默里大學(xué)借助NULISA技術(shù)篩選鑒定CCL26為漸凍癥ALS基因治療藥效學(xué)生物標(biāo)志物

2025年08月26日，美國埃默里大學(xué)聯(lián)合梅奧診所等研究團(tuán)隊在頂級期刊Cell上發(fā)表了題為《Molecular impact of antisense oligonucleotide therapy in C9orf72-associated ALS》的研究論文，深入剖析了反義寡核苷酸（Antisense Oligonucleotide, ASO）藥物BIIB078在C9orf72突變的肌萎縮側(cè)索硬化癥（c9ALS）患者中的分子作用機(jī)制。借助最新的NULISA超靈敏蛋白組學(xué)技術(shù)，研究者篩選鑒定了CCL26作為BIIB078的新型藥效學(xué)（pharmacodynamic，PD）生物標(biāo)志物，并強(qiáng)調(diào)ASO療法亟需新的、可靠的生物標(biāo)志物，這對未來ASO療法設(shè)計和神經(jīng)退行性疾病治療具有重要指導(dǎo)作用，對其他復(fù)雜疾病的治療也具有廣泛的意義。

研究背景

肌萎縮側(cè)索硬化癥（Amyotrophic Lateral Sclerosis，ALS，漸凍癥）是一種致命的進(jìn)行性神經(jīng)退行性疾病，其特征是運(yùn)動皮層和脊髓運(yùn)動神經(jīng)元缺失。在所有ALS病例中，C9orf72基因的第一個內(nèi)含子中G4C2重復(fù)序列的異常擴(kuò)增是最常見的遺傳原因，這種擴(kuò)增導(dǎo)致了毒性RNA轉(zhuǎn)錄本和雙肽重復(fù)蛋白（DPR）的產(chǎn)生，從而引發(fā)神經(jīng)元損傷。

針對這一明確病因，Biogen和Ionis公司聯(lián)合開發(fā)了基于反義寡核苷酸（ASO）療法的藥物BIIB078（通用名tadunersen），這是一款靶向C9orf72的G4C2重復(fù)轉(zhuǎn)錄本的混合骨架“gapmer”型ASO，通過RNAase-H介導(dǎo)的剪切來降解毒性G4C2重復(fù)轉(zhuǎn)錄本。盡管在臨床前研究中，BIIB078能夠沉默G4C2重復(fù)轉(zhuǎn)錄的表達(dá)和DPR的減少，但是臨床試驗(yàn)因未能帶來臨床獲益而終止。

本研究旨在通過對接受BIIB078治療的c9ALS患者進(jìn)行多維度的分子和神經(jīng)病理分析，明確BIIB078在中樞神經(jīng)的分布特征、對疾病病理的影響、體內(nèi)免疫應(yīng)答及更優(yōu)的藥效標(biāo)志物，為未來ASO療法的優(yōu)化提供重要依據(jù)。

關(guān)鍵研究方法和結(jié)果

ASO治療后c9ALS患者體液生物標(biāo)志物分析：免疫測定ASO治療后的c9ALS患者腦脊液中poly(GP)（DPR標(biāo)志物）和BIIB078的含量，發(fā)現(xiàn)6例患者中有5例患者的poly(GP)降低（平均降低37.2%），但個體差異顯著，且臨床評分沒有相關(guān)性（ALSFRS-R）。BIIB078的含量和poly(GP)的水平也呈現(xiàn)很大的個體差異，4例患者沒有相關(guān)性，2例存在相關(guān)性，這說明poly(GP)并不是可靠的BIIB078藥效評估指標(biāo)。

BIIB078治療后c9ALS患者免疫圖譜分析和新型藥效學(xué)生物標(biāo)志物篩選：為了篩選鑒定BIIB078藥效評估的可靠標(biāo)志物，研究人員采用了NULISA（NUcleic acid Linked Immuno-Sandwich Assay）超靈敏蛋白組學(xué)技術(shù)（該技術(shù)檢測靈敏度可達(dá)fg/mL級別，同時可在uL級的臨床樣本中一次性系統(tǒng)性定量檢測數(shù)百種蛋白靶標(biāo)），借助NULISAseq中樞神經(jīng)系統(tǒng)檢測試劑盒（120+靶標(biāo)）和NULISAseq炎癥和免疫檢測試劑盒（250靶標(biāo))【具體檢測靶標(biāo)清單見文末】，分析了6例接受BIIB078治療的c9ALS患者的79個腦脊液（Cerebrospinal Fluid, CSF）樣本，比較第一次和最后一次給藥后的蛋白水平。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，促炎細(xì)胞因子和細(xì)胞因子受體顯著增加，包括TNFRSF11B、CSFR2B、GDF15和CCL26等。其中CCL26在所有病例和時間點(diǎn)表現(xiàn)出穩(wěn)健且持續(xù)的增加，而且CCL26在兩個NULISAseq Panel中呈現(xiàn)非常一致的結(jié)果。經(jīng)過獨(dú)立免疫測定也驗(yàn)證了CCL26可作為BIIB078的藥效學(xué)生物標(biāo)志物。

BIIB078藥物在中樞神經(jīng)的分布：通過免疫組化、原位雜交（RNAscope)及板式寡核苷酸電化學(xué)發(fā)光免疫測定(POE)分析，發(fā)現(xiàn)BIIB078在中樞神經(jīng)系統(tǒng)廣泛分布。且給藥劑量越高，組織中BIIB078濃度越高，脊髓中含量也與其它腦區(qū)濃度呈正相關(guān)性。證明了鞘內(nèi)注射的BIIB078可廣泛滲透中樞神經(jīng)系統(tǒng)，分布特征也與給藥時間和劑量相關(guān)。

BIIB078治療患者的c9orf72及相關(guān)病理標(biāo)志物分析：定量PCR分析發(fā)現(xiàn)C9orf72總轉(zhuǎn)錄水平在BIIB078治療組和對照組中沒有差異，內(nèi)含子G4C2轉(zhuǎn)錄本雖然呈降低趨勢但無統(tǒng)計學(xué)差異。用串聯(lián)質(zhì)譜（TMT-MS）檢測C9orf72蛋白在脊髓中的豐度，ASO治療前后也無統(tǒng)計變化。而且標(biāo)志物poly(GP)、poly(GA)、pTDP-43以及tSTMN2的水平，在治療組和對照組無差異，這表明BIIB078未能有效清除中樞神經(jīng)系統(tǒng)中c9orf72毒性蛋白及相關(guān)病理指標(biāo)。

研究意義和展望

2022 年 3 月，Biogen 和 Ionis 公司因 ASO 藥物 BIIB078 未能改善漸凍癥患者臨床獲益，宣布終止聯(lián)合開發(fā)。BIIB078 雖能在部分患者中降低腦脊液 poly (GP)，但無法有效清除中樞神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)的 c9orf72 毒性蛋白（如 DPR、pTDP-43），且藥物分布與病理改善無顯著關(guān)聯(lián)。

本研究通過多維度整合分析 BIIB078 治療患者數(shù)據(jù)，在分子層面深入解析了其臨床試驗(yàn)失敗的深層機(jī)制，為漸凍癥乃至神經(jīng)退行性疾病治療領(lǐng)域提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)。

本研究清晰地揭示了既往藥效學(xué)標(biāo)志物（如 poly(GP)）與大腦組織中的核心病理改變之間可能存在的巨大脫節(jié)。這表明，藥物臨床試驗(yàn)亟需更為準(zhǔn)確、可靠、穩(wěn)定的藥效評估標(biāo)志物。而篩選鑒定更可靠的新型標(biāo)志物，需要兼具突破性靈敏度和超多重能力的蛋白組學(xué)技術(shù)。本研究正是采用了 NULISA 技術(shù)，借助其個位數(shù) fg/mL 級的檢測靈敏度、可以從uL級的臨床樣本中系統(tǒng)性定量檢測數(shù)百種蛋白靶標(biāo)的性能，首次在人類中樞神經(jīng)系統(tǒng)中，系統(tǒng)地描繪了 ASO 藥物可以引發(fā)的持續(xù)的、可被監(jiān)測的免疫應(yīng)答，并成功篩選得到了 BIIB078 的藥效學(xué)生物標(biāo)志物 CCL26。

NULISA 技術(shù)自 2024 年 1 月商業(yè)化以來，已經(jīng)得到了逾百家研究機(jī)構(gòu)和制藥企業(yè)的采用，包括哈佛大學(xué)、斯坦福大學(xué)、香港科技大學(xué)、首都醫(yī)學(xué)科學(xué)創(chuàng)新中心、賽諾菲、禮來、昱言科技、鎂景科技等。我們期待NULISA技術(shù)持續(xù)在全球范圍內(nèi)，助力加速復(fù)雜疾病（神經(jīng)退行性疾病、自身免疫性疾病等）的藥物研發(fā)和臨床轉(zhuǎn)化進(jìn)程。

本研究采用了 NULISA 和 RNAscope 兩項技術(shù)--這兩項技術(shù)均由羅宇齡博士領(lǐng)銜的團(tuán)隊分別在 Alamar 和 ACD 公司發(fā)明和商業(yè)化。

參考文獻(xiàn)

[1]. Zachary T. McEachin, Mingee Chung et al. Molecular impact of antisense oligonucleotide therapy in C9orf72-associated ALS.Cell188, 1–12, November 13, 2025

本研究采用的NULISA檢測Panel靶標(biāo)清單

關(guān)于愛拉碼生物（Alamar Biosciences）

愛拉碼生物由知名科學(xué)家、發(fā)明家羅宇齡博士（RNAscope?技術(shù)主發(fā)明人，NULISA?技術(shù)主發(fā)明人）帶領(lǐng)團(tuán)隊于2018年創(chuàng)立，是一家創(chuàng)新的飛克級全自動蛋白組學(xué)平臺公司，其使命是通過精準(zhǔn)蛋白質(zhì)組學(xué)實(shí)現(xiàn)疾病的早期檢測。

公司專利的NULISA?技術(shù)和ARGO? HT自動化平臺相結(jié)合，作為兼具“超靈敏”和“超多重”檢測性能的突破性蛋白檢測系統(tǒng)，在同一個平臺上同時具備 “高通量蛋白質(zhì)組學(xué)” 和 “聚焦蛋白標(biāo)志物” 兩種檢測模式。借助fg/mL級的靈敏度，超多重檢測能力，12個log的動態(tài)范圍，全自動工作流程和一以貫之的特異性，形成了第一個有機(jī)會賦能蛋白標(biāo)志物 “從發(fā)現(xiàn)、驗(yàn)證、到轉(zhuǎn)化” 完整生命周期的技術(shù)平臺。

如果您希望進(jìn)一步了解Alamar Biosciences的相關(guān)產(chǎn)品和技術(shù)，請在公眾號留言，或發(fā)送電郵至：info@alamarbio.com，或請訪問https://alamarbio.com。我們期待和您一起，聚焦臨床需求，深挖科學(xué)問題，共同推進(jìn)疾病早篩早診和分期分型，加速精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)的轉(zhuǎn)化進(jìn)程。