蝴蝶在空中翩翩起舞，但“蝴蝶寶貝”卻與痛苦的疾病相伴一生；

精致的德化白瓷人物惟妙惟肖，而“瓷娃娃”們打一個噴嚏都容易發生骨折；

香醇的咖啡牛奶令人喜愛，但擁有咖啡牛奶斑的“泡泡寶貝”飽受疼痛和生命威脅，忍受著他人異樣眼光。

這些別樣名稱背后，是每一個罕見病患者求醫問藥的不易。在2018年，我國首次公布了第一批罕見病目錄，時隔5年后，中國罕見病目錄在2023年9月20日完成首次擴容。至此，罕見病目錄共計收錄了207種罕見病。這一擴充給更多的罕見病患者迎來了新的希望！
 

罕見病概述
Rare Disease

罕見病（Rare Disease），又稱孤兒病（Orphan Disease），根據《中國罕見病定義研究報告2021》所給出的定義，新生兒發病率小于萬分之一、患病率小于萬分之一、患病人數小于14萬的疾病，符合其中一項的疾病，即可為罕見病。

罕見病雖發病率極低，但病種多，總體患者數量并不少。目前，全球已知罕見病超過7000種，患者約有3.5億人，是艾滋病和癌癥患者總數的兩倍多。其中，我國罕見病患者約2000萬人，每年新增患者超過20萬人。研究顯示80%以上的罕見病由遺傳因素導致，50%在出生或兒童期發病，以先天性畸形、內分泌代謝及神經系統疾病為主。例如，我們熟知的白化病、血友病、漸凍癥等等。
 

主要治療方式

目前，罕見病的主要治療方式包括小分子，單克隆抗體，蛋白質替代療法，寡核苷酸以及基因和細胞療法。這些治療方法在疾病分子機制和有效到達某些細胞區室的能力上存在差異。基于蛋白質的療法可調節細胞外靶點并替代功能障礙的循環蛋白，而ASO，siRNA和基因與細胞療法則拓寬了可藥物治療的靶點空間，使其涵蓋了難以用小分子和蛋白質解決的靶點和機制，例如轉錄因子靶標和功能異常的細胞內蛋白的補償。總之，這些治療方式可廣泛覆蓋靶標和機制，可通過將諸如小分子與抗體結合的方式組合起來的方式擴大目標和機制。
 

圖1 罕見病主要治療方式^[1]
 

獲批藥物情況
（藥物相關數據源自醫藥魔方）

由于市場需求小、研發難度大、成本高、周期長，因此涉足罕見病用藥研發生產的制藥企業不多，這導致罕見病用藥少，被稱為“孤兒藥”。數據顯示，目前已知的7000多種罕見病中，有對應治療藥品的不超過400種。在第二批罕見病目錄中，全球具有獲批藥物的疾病有51種，而中國具有獲批藥物的有38種，詳細信息見下。
 

 

罕見病動物模型

近年來，我國積極探索罕見病的“中國式解法”，努力破解罕見病防治難題，給無數罕見病患者帶來了生命的希望。罕見病藥物開發面臨著患者數量少，研究樣本稀缺，臨床試驗難度高的困境，更需要依靠合適的動物模型破局。

南模生物深耕基因編輯領域，專業從事遺傳修飾動物模型的研發、飼養繁育和分析檢測，目前已經自主研發了上百種罕見病模型，如血友病小鼠模型、杜興肌營養不良癥小鼠模型、免疫球蛋白G4相關疾病小鼠模型等，助力罕見病的基礎研究及藥物開發。

下面將重點介紹南模生物部分罕見病小鼠模型及其驗證數據，并附現有罕見病小鼠模型資源于文末。

血友病小鼠模型
血友病是一組X染色體連鎖的隱性遺傳性凝血功能障礙的出血性疾病，可分為血友病A(F8凝血因子功能異常)和血友病B(F9凝血因子異常)兩種，前者占血友病患者的80%~85%，后者B占15%~20%，患者多為男性，女性極其罕見。

南模生物自主構建了F8-KO和F9-KO的基因修飾小鼠，可用于血友病發病機制、藥物篩選或基因治療評價等研究。
 

圖1. 不同品系F8敲除小鼠活化部分凝血活酶時間（APTT）檢測。結果顯示F8-KO小鼠凝血所需時間明顯長于野生型小鼠，且F8-KO（NM-KO-00012）與F8-KO(2)（NM-KO-200608）凝血時間無明顯差別，表型類似。
 

圖2. F9敲除鼠肝組織中F9基因的表達以及血漿中F9蛋白的濃度檢測

杜興肌營養不良癥小鼠模型
杜興肌營養不良癥( Duchenne Muscular Dystrophy，DMD)是一種X-連鎖隱性遺傳、致死性肌肉疾病，由位于Xp21的抗肌萎縮蛋白Dystrophin突變引起。我國每年約有400-500例DMD患兒出生，患者一般3歲左右發病，出現行動困難，走路搖擺等癥狀，隨著病情加重，多數患者在12歲左右喪失獨立行走能力；30歲前因呼吸系統并發癥或心力衰竭而死亡。

南模生物自主構建了Dmd基因點突變模型Dmd-Q995X(NM-KI-18026)，該小鼠抓力顯著降低，并且骨骼肌肌間隙變寬，肌纖維大小不一，細胞核聚集，炎性細胞浸潤，表現出了DMD的癥狀。
 

圖3. Dmd-Q995X小鼠HE染色(A),肢體抓力測試(B)

免疫球蛋白G4相關疾病小鼠模型
免疫球蛋白G4相關疾病（immunoglobulin G4-related disease，IgG4-RD）是一種慢性、進行性炎癥伴纖維化的疾病，可累及身體幾乎所有器官，根據累及組織或器官的不同，疾病名稱有所不同，如唾液腺受累的米庫利茲病，胰腺受累的自身免疫性胰腺炎，膽管受累的硬化性膽管炎等。研究發現IgG4-RD與T細胞具有較強相關性，破壞T細胞活化連接蛋白LAT可以獲得IgG4-RD的疾病模型。

南模生物自主構建了Lat-Y136F(NM-KI-200249)點突變小鼠模型，該模型將小鼠LAT基因第136位的酪氨酸替換為苯丙氨酸，小鼠表現出淋巴細胞增殖紊亂，多種Th2型細胞因子的高表達，B細胞大量活化，血清IgG1和IgE水平升高等癥狀，這些表型與IgG4-RD的病理學基礎十分相似。
 

圖4. Lat-Y136F敲入小鼠流式結果的統計分析（n=3）。Lat-Y136F敲入小鼠的脾臟（A）與胸腺（B）中CD4+T細胞比例上調，CD8+ T細胞比例下降；脾臟（C）中B220和MHCⅡ雙陽性細胞的比例下降；淋巴結（D）中MHCⅡ單陽性細胞的比例增加。

苯丙酮尿癥小鼠模型
苯丙酮尿癥（PKU）是一種常見的常染色體隱性遺傳的氨基酸代謝病，是由于苯丙氨酸（PA）代謝途徑中的酶缺陷，使得苯丙氨酸不能轉變成為酪氨酸，導致苯丙氨酸及其酮酸蓄積，并從尿中大量排出。大多數形式的PKU和高苯丙氨酸血癥（HPA）是由染色體12q23.2上的PAH基因突變引起的。未經治療的PKU可表現為主要臨床特征為智力低下、精神神經癥狀、濕疹、皮膚抓痕征及色素脫失和鼠氣味等、腦電圖異常。

南模生物利用基因編輯技術，敲除小鼠Pah基因的Exon 2-5，建立了Pah-KO(NM-KO-2110565)小鼠模型，該模型表現出了苯丙酮尿癥的典型癥狀，可用于苯丙酮尿癥的相關研究。
 

圖5. Pah-KO小鼠表型驗證。（A）Pah-KO小鼠的體重低于WT小鼠（n = 20 /組），（B）顯示不同時間點的血Phe水平（n = 20 /組），（C）顯示不同時間點的血液Tyr水平（n = 20 /組）。（驗證數據由合作伙伴提供）

南模生物罕見病小鼠模型列表
為加強藥品研發，擺脫罕見病“醫無藥”困境，南模生物開發了上百種罕見病相關小鼠模型，為罕見病的病理研究、藥效評估和藥物安全性評價提供了強有力的工具，具體信息如下。
 

[1] Tambuyzer E, Vandendriessche B, Austin CP, et al. Therapies for rare diseases: therapeutic modalities, progress and challenges ahead [published correction appears in Nat Rev Drug Discov. 2020 Jan 8;:]. Nat Rev Drug Discov. 2020;19(2):93-111. doi:10.1038/s41573-019-0049-9