由于缺氧感应上调导致的先天性红细胞增多症的地高辛

该研究将调查地高辛抑制先天性红细胞增多症的缺氧反应，这是由于种系突变导致缺氧感应上调。 这些形式的先天性红细胞增多症，其特征是缺氧诱导因子 (HIF)-1 和/或 HIF-2 水平升高，是由于 VHL (von Hippel Lindau)、EGLN1（编码脯氨酰羟化酶 2 [PHD2]）和 EPAS1 突变所致（内皮 PAS 结构域蛋白 1）（编码 HIF-2α）。 除了高血细胞比容外，患者还有血栓并发症和早期死亡率，而这些并不能通过放血治疗得到改善。 没有有效的治疗方法。 地高辛长期用于治疗充血性心力衰竭，是主要缺氧诱导转录因子 HIF-1 和可能的 HIF-2 的有效抑制剂。

VHL 突变——美国有 15 名已知患者，西欧有 55 名，楚瓦什、伊斯基亚有 150 名，印度有 11 名。 4 楚瓦什红细胞增多症 (CE) 在俄罗斯楚瓦什共和国和意大利伊斯基亚岛流行，是由于 VHL (VHL c.598C>T; VHL R200W) 错义突变的纯合子。 VHL R200W 损害 VHL 与 HIF-α 亚基的相互作用，减少它们的泛素介导的破坏。 HIF-1 和 HIF-2 异二聚体增加，导致其靶基因（包括促红细胞生成素 (EPO)）的表达增加。 此外，CE 红系祖细胞对 EPO 过敏，对此的解释尚不清楚。 在初步研究中，这种超敏反应被地高辛抑制。 CE 患者容易发生血栓形成和早期死亡，这与血细胞比容的增加无关。 这种表型不同于显性遗传的 VHL 肿瘤易感综合征突变，后者与获得性体细胞突变相结合导致肿瘤发生。 已经描述了引起红细胞增多但不引起肿瘤的其他纯合子和复合杂合子 VHL 突变。

EGLN1（Egl-9 家族缺氧诱导因子 1）突变 - 美国有 5 名患者。在欧洲有 21 个。 PHD2（由 EGLN1 基因编码）与 VHL 一起是 HIF 的主要负调节因子。 它以 HIF-α 亚基为目标进行降解。 PHD2 (PHD2 P317R) 的第一个功能丧失突变是在杂合子具有轻度或临界红细胞增多症的家族中发现的。 从那以后，又报道了 25 名不明原因的红细胞增多症患者，他们是不同 PHD2 突变的杂合子携带者。 几乎所有 PHD2 相关性红细胞增多症患者的 EPO 水平都正常。

EPAS1 突变——美国有 20 名已知患者，欧洲大约有 100 名已知患者。 受影响的患者在编码 HIF-2α 的 EPAS1 基因的编码序列中存在杂合错义突变，导致 HIF-2 功能获得和 EPO 水平升高。 这些功能获得性 EPAS1 突变存在异质性，但它们的存在支持 HIF-2 在控制肾脏 EPO 表达中的关键作用。

地高辛作为抑制 HIF 的药物。 地高辛是一种常见且易于获得的 FDA 批准的治疗充血性心力衰竭的药物，被发现在 0.4 μM 的浓度下可抑制约 90% 的 HIF 依赖性基因转录；它还抑制 HIF-1α 蛋白翻译并阻断体内 HIF-1 活性。 预防和治疗小鼠缺氧性肺动脉高压的地高辛剂量可部分保护免受缺氧诱导的红细胞增多症。 这些剂量导致小鼠血浆地高辛水平处于或低于人类治疗范围。 在未发表的数据中，治疗剂量的地高辛减少了 CE 受试者在体外的过度红细胞生成。

该研究假设地高辛的药理学剂量和水平会降低血红蛋白和血细胞比容，减少静脉切开术的需要，降低血栓形成的倾向，并降低由于缺氧反应上调导致的红细胞增多症患者的肺压。 拟议的研究根据 IND138480 进行，并获得 FDA 的批准。

目的 1. 确定地高辛是否安全，以及是否会降低先天性红细胞增多症患者的 EPO、血红蛋白浓度和肺压，这是由于上调的缺氧感。

目标 2. 确定地高辛是否会降低纯化的血细胞谱系转录并降低由缺氧反应上调的促血栓形成基因产物的血浆水平，包括 IL1B（白细胞介素 1 β）、THBS1（血小板反应蛋白）、EGR1（早期生长反应 1)、NLRP3（NLR 家族 pyrin 结构域包含 3）、SERPINE1（serpin 家族 E 成员 1）和 F3（组织因子）。

目标 3. 在推论研究中，确定体内可达到的地高辛浓度是否能消除 VHL R200W 以外突变的体外红细胞祖细胞 EPO 超敏反应，以及 HIF-2α 抑制剂（已在临床试验中）是否能单独或联合消除红细胞祖细胞 EPO 超敏反应与地高辛。

总之，该提案提供了一个前所未有的机会，可以为罕见形式的红细胞增多症确定廉价的治疗方法，因为目前还没有安全、有效的治疗方法。 因此，该提案完全符合 FDA 孤儿产品计划的目标。 该研究还将有助于确定缺氧在人类常见疾病中的作用，包括慢性高山病、阻塞性睡眠呼吸暂停、深静脉血栓形成、癌症相关血栓形成和肺动脉高压。