专访陈正一｜哈佛团队开发恢复听力损失新方法

听力损失（hearing loss）被视为一种人类最常见的感觉障碍，通常影响也是永久性的。世界卫生组织（WTO）的一份文件指出，全球有超 4.3 亿人群需要康复治疗解决残疾性听力损失，其中儿童占 3400 万。预计到 2050 年，全球将近 25 亿人患有种程度的听力损失，将有超过 7 亿人患有残疾性听力损失。

大量研究显示，听力损失的主要原因是耳蜗中的毛细胞（hair cell）减少或者损伤，这是听觉系统的感觉受体，能将机械声波转换成神经系统能够理解的电能。毛细胞可以分为内毛细胞和外毛细胞，其中内毛细胞是真正的感觉感受器。

然而，毛细胞只能在胚胎发育期生成，通常每个人的每只耳朵出生时大约有 15000 个毛细胞。成熟哺乳动物内耳中毛细胞一旦损伤，机体不具备自发修复或再生的能力，从而造成永久性的听力损失。目前，尚无恢复听力损失的药物治疗方法。

近日，马萨诸塞眼耳科医院 Eaton-Peabody 实验室（Eaton-Peabody Labs at Mass Eye and Ear）的科研团队提出了一种药物治疗恢复听力损失的新策略。在这项研究中，科学家们筛选出了一种由小分子化合物和 siRNA 混合的鸡尾酒疗法 VLFsiFsiM，该疗法可以激活耳蜗中的 Myc、Notch1、Wnt 和 cAMP 信号通路，并有效重编程完全成熟的野生型支持细胞，在野生型小鼠模型中实现了毛细胞样细胞的再生。

在成熟的哺乳动物耳蜗中，共同激活 Myc 和 Notch1 能够重编程支持细胞并促进其分化生成毛细胞，从而实现毛细胞样细胞再生。

（来源：PANS）

论文中指出，这项研究确定了一种更容易实现临床转化的毛细胞样细胞再生策略——即药物方法，为通过毛细胞再生恢复听力奠定了基础。

“新研究中最大的突破点在于通过药物治疗的方法实现了野生型成熟小鼠的毛细胞再生。这些发现非常令人振奋，是我们长久以来恢复听力研究工作的一个重要阶段性成果，进一步显示了鸡尾酒疗法未来探索人体临床试验的可行性。”Zheng-Yi Chen（陈正一）博士告诉生辉。

陈正一是哈佛大学医学院耳鼻咽喉头颈外科副教授以及马萨诸塞眼耳科医院 Eaton-Peabody 实验室的副科学家。他实验室的研究方向是开发一系列可以恢复听力的创新型治疗方法，包括通过开发基因替代和基因编辑疗法治疗遗传性耳聋，通过药物治疗或者再生医学方法恢复毛细胞再生治疗老年性耳聋，或者将这些治疗方法实现联用等等。

▲图|陈正一博士（来源：受访者提供）

利用鸡尾酒疗法促进毛细胞再生，即将推进大动物试验

长久以来，陈正一实验室的一个重点研究项目是通过毛细胞再生恢复听力。

2014 年，陈正一团队通过试验揭示了阻断已知控制内耳毛细胞分布的 Notch 信号能促进出生后耳蜗前体细胞的增殖和再生，为前体细胞分化成毛细胞提供了一种新途径即阻断 Notch 和 Wnt 通路之间的相互作用。

2019 年，该团队首次证明了同时激活成年转基因小鼠中的转录因子 c-Myc 和 Notch1，可以诱导成熟哺乳动物其他内耳细胞分裂生成具有毛细胞样特征的细胞。当时研究人员表示，这项概念验证研究表明重编程可以让完全成熟的哺乳动物保留分裂和再生的能力，解决内耳再生的基本障碍，可能会为听力损失患者的感觉毛细胞和其他重要的内耳细胞类型再生提供了一种行之有效的方法。

（来源：Nature Communications）

“这一发现虽然为毛细胞再生提供了极具潜力的方法，比方说证明了这种方法可以高效使成年鼠的毛细胞再生。但是，这种方法是在转基因小鼠上完成的，无法直接转化在人体试验上。我认为，需要通过药物疗法激活内耳中的 Myc 和 Notch 通路，让成熟的内耳回到新生状态、实现毛细胞再生，从而增加临床转化试验的可行性。”陈正一说。

此前的研究显示，化合物丙戊酸 （VPA）可以激活 Notch 通路，不过还没有找到可有效激活 Myc 的分子。也因此，研究人员希望找到可以改变 Myc 下游通路的药物分子。在最新的研究中，通过单细胞 RNA 测序，团队发现激活 Myc 和 Notch 同时也会激活下游的 Wnt 和 cAMP 通路。值得一提的是，他们还发现了可以直接激活 Wnt 和 cAMP 的化合物，并使用 siRNA 解除抑制 Myc 通路激活的下游基因。

接下来，研究人员调节信号通路的小分子化合物和 siRNA 分子混合制成了一种鸡尾酒疗法，这种鸡尾酒疗法包括三种 FDA 已经批准的小分子化合物 VPA、LiCl、FSK，以及靶向 Fir 和 Mxi1 的 siRNA 分子。这一鸡尾酒疗法用以替换 Myc 和 Notch 转基因重新编程成年野生小鼠的耳蜗。然后他们将鸡尾酒疗法注射到毛细胞受损的成年小鼠内耳，并通过 AAV 将 Atoh1 递送到已经注入鸡尾酒治疗的内耳中。ATOH1 是所发现的内耳发育中第一个表达的基因，该基因也是促使毛细胞分化再生的关键。

试验显示，鸡尾酒治疗和 AAV 治疗联用之后，可以同时激活 Myc 和 Notch，促进毛细胞再生。然后，研究团队还通过成像和其他技术验证了毛细胞的功能。

陈正一继续解释道，新研究的核心是将成年鼠的支持细胞从某种程度上转换成新生老鼠的支持细胞，从而使支持细胞具备分化为毛细胞的能力。试验中的两个关键点，一是如何将支持细胞转化为毛细胞，二是毛细胞再生的位置。通过鸡尾酒疗法，我们能够将支持细胞分化为毛细胞，同时也确保了生成毛细胞的位置。再生毛细胞的位置很重要，再生的毛细胞需要在感觉上皮层中才能检测到声音，并将其转化为电信号并将其发送到大脑。

（来源：PANS）

据陈正一透露，团队下一步将会推进包括猪在内的大动物试验。“我们计划将简单的手术操作和基因治疗方法结合起来，尽快推进这种一次性治疗新方法的临床试验。”

不过，陈正一也坦言，还需要在动物模型中持续研究和改进这种治疗方法。现阶段，我们的一个重要目标是想开发出一种新型的递送载体，改进手术方式，以便能够更安全有效将基因片段递送到内耳中。

“再生治疗是恢复听力最具潜力的方式”

临床上，听力损失大体可以分为传导性、感音神经性和混合性三类，包括遗传性耳聋、老年性耳聋等等。大量研究显示，听力损失会增加认知负荷、降低认知能力降，以及对生活、交往和工作中带来极大困难。以老年性耳聋为例，这是一种复杂的多因素疾病，特征是持续多年的渐进对称性听力损失，已经成为全球成年人听力损失的一个常见原因。

现阶段，针对听力损失的研究方向多种多样，包括手术操作、人工耳蜗、助听器、基因替代治疗、基因编辑治疗、再生治疗等等。其中人工耳蜗植入是治疗重度和极重度感音神经性耳聋常规以及最有效手段之一，轻至中度听力损失常用助听器；基因替代和基因编辑治疗常被视为遗传性耳聋的解决方案。

“这些方法为恢复听力带来了希望，但是也存在多种局限性。以基因治疗为例，很多试验显示，基因治疗在新生鼠中往往效果比较好，而在成年鼠中效果不太明显。这主要是因为成年鼠的毛细胞已经发展成熟，如果出现基因缺陷对细胞的损伤比较大或者完全损伤，在此基础上进行基因治疗效果不明显。此外，通常如果通过基因治疗恢复听力，往往需要胚胎还在子宫内时进行干预。”陈正一说。

（来源：Harvard Medical School）

他继续补充道，我认为，再生治疗对于解决绝大多数的听力损失效果会更明显，且受益人群也会更广。总的来说，现在我们的研究方式以及其他各种技术不断取得进展，为听力恢复提供了更多应用的借鉴方式。我对毛细胞再生治疗的前景持非常积极乐观的态度。

“我们新研究中的这种方法其实是将毛细胞再生与基因治疗结合在了一起。我相信，未来如果在人体试验上能取得更多积极效果，这种恢复听力的治疗方案会对整个领域带来非常大的影响。”

根据官方新闻稿中的介绍，Mass General Brigham 的基因和细胞治疗研究所将会帮助陈正一团队将科学发现转化为首次人体临床试验，并最终为患者提供改变生活的治疗方法。陈正一团队也计划与相关制药公司合作，优势互补，通过专利许可授权等方式与公司共同进行新疗法的推进工作。

免责声明：本文旨在传递生物医药最新讯息，不代表平台立场，不构成任何投资意见和建议，以官方/公司公告为准。本文也不是治疗方案推荐，如需获得治疗方案指导，请前往正规医院就诊。