CELL：埃默里大學借助NULISA技術篩選鑒定CCL26為漸凍癥ALS基因治療藥效學生物標志物

2025年08月26日，美國埃默里大學聯合梅奧診所等研究團隊在頂級期刊Cell上發表了題為《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突變的肌萎縮側索硬化癥（c9ALS）患者中的分子作用機制。借助最新的NULISA超靈敏蛋白組學技術，研究者篩選鑒定了CCL26作為BIIB078的新型藥效學（pharmacodynamic，PD）生物標志物，并強調ASO療法亟需新的、可靠的生物標志物，這對未來ASO療法設計和神經退行性疾病治療具有重要指導作用，對其他復雜疾病的治療也具有廣泛的意義。

研究背景

肌萎縮側索硬化癥（Amyotrophic Lateral Sclerosis，ALS，漸凍癥）是一種致命的進行性神經退行性疾病，其特征是運動皮層和脊髓運動神經元缺失。在所有ALS病例中，C9orf72基因的第一個內含子中G4C2重復序列的異常擴增是最常見的遺傳原因，這種擴增導致了毒性RNA轉錄本和雙肽重復蛋白（DPR）的產生，從而引發神經元損傷。

針對這一明確病因，Biogen和Ionis公司聯合開發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重復轉錄本的混合骨架“gapmer”型ASO，通過RNAase-H介導的剪切來降解毒性G4C2重復轉錄本。盡管在臨床前研究中，BIIB078能夠沉默G4C2重復轉錄的表達和DPR的減少，但是臨床試驗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患者進行多維度的分子和神經病理分析，明確BIIB078在中樞神經的分布特征、對疾病病理的影響、體內免疫應答及更優的藥效標志物，為未來ASO療法的優化提供重要依據。

關鍵研究方法和結果

ASO治療后c9ALS患者體液生物標志物分析：免疫測定ASO治療后的c9ALS患者腦脊液中poly(GP)（DPR標志物）和BIIB078的含量，發現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性（ALSFRS-R）。BIIB078的含量和poly(GP)的水平也呈現很大的個體差異，4例患者沒有相關性，2例存在相關性，這說明poly(GP)并不是可靠的BIIB078藥效評估指標。

BIIB078治療后c9ALS患者免疫圖譜分析和新型藥效學生物標志物篩選：為了篩選鑒定BIIB078藥效評估的可靠標志物，研究人員采用了NULISA（NUcleic acid Linked Immuno-Sandwich Assay）超靈敏蛋白組學技術（該技術檢測靈敏度可達fg/mL級別，同時可在uL級的臨床樣本中一次性系統性定量檢測數百種蛋白靶標），借助NULISAseq中樞神經系統檢測試劑盒（120+靶標）和NULISAseq炎癥和免疫檢測試劑盒（250靶標)【具體檢測靶標清單見文末】，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。結果發現，促炎細胞因子和細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表現出穩健且持續的增加，而且CCL26在兩個NULISAseq Panel中呈現非常一致的結果。經過獨立免疫測定也驗證了CCL26可作為BIIB078的藥效學生物標志物。

BIIB078藥物在中樞神經的分布：通過免疫組化、原位雜交（RNAscope)及板式寡核苷酸電化學發光免疫測定(POE)分析，發現BIIB078在中樞神經系統廣泛分布。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濃度呈正相關性。證明了鞘內注射的BIIB078可廣泛滲透中樞神經系統，分布特征也與給藥時間和劑量相關。

BIIB078治療患者的c9orf72及相關病理標志物分析：定量PCR分析發現C9orf72總轉錄水平在BIIB078治療組和對照組中沒有差異，內含子G4C2轉錄本雖然呈降低趨勢但無統計學差異。用串聯質譜（TMT-MS）檢測C9orf72蛋白在脊髓中的豐度，ASO治療前后也無統計變化。而且標志物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系統中c9orf72毒性蛋白及相關病理指標。

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，宣布終止聯合開發。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系統內的 c9orf72 毒性蛋白（如 DPR、pTDP-43），且藥物分布與病理改善無顯著關聯。

本研究通過多維度整合分析 BIIB078 治療患者數據，在分子層面深入解析了其臨床試驗失敗的深層機制，為漸凍癥乃至神經退行性疾病治療領域提供了寶貴的經驗教訓。

本研究清晰地揭示了既往藥效學標志物（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。這表明，藥物臨床試驗亟需更為準確、可靠、穩定的藥效評估標志物。而篩選鑒定更可靠的新型標志物，需要兼具突破性靈敏度和超多重能力的蛋白組學技術。本研究正是采用了 NULISA 技術，借助其個位數 fg/mL 級的檢測靈敏度、可以從uL級的臨床樣本中系統性定量檢測數百種蛋白靶標的性能，首次在人類中樞神經系統中，系統地描繪了 ASO 藥物可以引發的持續的、可被監測的免疫應答，并成功篩選得到了 BIIB078 的藥效學生物標志物 CCL26。

NULISA 技術自 2024 年 1 月商業化以來，已經得到了逾百家研究機構和制藥企業的采用，包括哈佛大學、斯坦福大學、香港科技大學、首都醫學科學創新中心、賽諾菲、禮來、昱言科技、鎂景科技等。我們期待NULISA技術持續在全球范圍內，助力加速復雜疾病（神經退行性疾病、自身免疫性疾病等）的藥物研發和臨床轉化進程。

本研究采用了 NULISA 和 RNAscope 兩項技術--這兩項技術均由羅宇齡博士領銜的團隊分別在 Alamar 和 ACD 公司發明和商業化。

參考文獻

[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靶標清單

關于愛拉碼生物（Alamar Biosciences）

愛拉碼生物由知名科學家、發明家羅宇齡博士（RNAscope?技術主發明人，NULISA?技術主發明人）帶領團隊于2018年創立，是一家創新的飛克級全自動蛋白組學平臺公司，其使命是通過精準蛋白質組學實現疾病的早期檢測。

公司專利的NULISA?技術和ARGO? HT自動化平臺相結合，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，在同一個平臺上同時具備 “高通量蛋白質組學” 和 “聚焦蛋白標志物” 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，形成了第一個有機會賦能蛋白標志物 “從發現、驗證、到轉化” 完整生命周期的技術平臺。

如果您希望進一步了解Alamar Biosciences的相關產品和技術，請在公眾號留言，或發送電郵至：info@alamarbio.com，或請訪問https://alamarbio.com。我們期待和您一起，聚焦臨床需求，深挖科學問題，共同推進疾病早篩早診和分期分型，加速精準醫學的轉化進程。