脊髓性肌萎縮的生病原因是什么?現在有好的治療方式嗎?

  • 2019-05-30
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基因治療公司 AveXis開發了能夠對SMA進行基因治療的方法,并且對該方法做了成果實驗。從目前的實驗結果來看,這種治療方法比此前的治療方法的治療效果更好,并且能夠減輕治療過程中的痛苦。


基因治療公司 AveXis開發了能夠對SMA進行基因治療的方法,并且對該方法做了成果實驗。從目前的實驗結果來看,這種治療方法比此前的治療方法的治療效果更好,并且能夠減輕治療過程中的痛苦。

脊髓性肌萎縮癥,簡稱SMA,是一種常染色體隱性遺傳的神經退行性疾病,是由人體內2個拷貝(分別來自于父母)的SMN1基因都變異/缺失造成的。SMN1是對運動神經元的存活至關重要的基因,它的缺失會導致控制肌肉的神經逐漸退化,肌肉萎縮,最終大部分會因為呼吸肌衰竭而死亡。很多患有SMA的嬰兒在出生幾周或者幾個月內看著也許和正常的孩子一樣,但是他們的神經和肌肉會很快衰退,大部分孩子活不過2歲。據統計,每8000個出生的嬰幼兒就有一個患這種疾病,每50個人中就有一個是突變基因的攜帶者。如果父母雙方都是SMN1基因變異的攜帶者(一個拷貝正常,另一個拷貝變異/缺失),那么生出的孩子有25%的幾率得SMA。

SMA的病理

1891年,奧地利神經病學家Guido Werdnig首先描述了最嚴重的I型SMA的癥狀。可是它的遺傳起因一直不詳。直到1995年,法國研究人員在5號染色體上發現了一個基因, 叫做SMN1。SMN1基因突變或者缺失,是造成SMA的主要原因。

幾乎所有的人,包括SMA患者,都有一個和SMN1幾乎一樣的基因叫SMN2。SMN2在基因序列上與SMN1幾乎相同,只有5個核苷酸不一樣。但是,就在這5個不同的核苷酸中,有一個是在外顯子7上面的C到T的變化。這會導致轉錄剪接SMN2基因的時候,90%會跳過外顯子7,產生截短的、無功能并且被快速降解的不穩定蛋白。只有大約10%的SMN2轉錄會產生全長蛋白,為SMA患者提供少量的SMN蛋白以維持脊髓運動神經元的存活。在SMA患者體內,SMN2基因拷貝數有高有低。拷貝數越高,癥狀越輕。超過95%的SMA患者至少保留1份SMN2基因[2]。但是,雖然SMN2基因拷貝數與疾病嚴重程度有關,但并不能準確預測疾病的嚴重程度,因為有些研究發現可能還有別的因素可以影響癥狀。SMA根據癥狀的嚴重程度分為四型。下面的表格就歸納了四型的區別。

SMA的研究進展

自SMA的遺傳學機制闡明以來,增加SMN蛋白表達一直被認為是該疾病最有效的治療方式,策略主要包括利用小分子藥物或反義核苷酸藥物增加SMN2表達(導致更多全長SMN mRNA)以及病毒載體介導的替代全長SMN1的基因療法。目前有些藥物已經上市,有的藥物正在進行臨床試驗,基于重組腺相關病毒載體的基因治療藥物已初露端倪,基因治療將會成為SMA最有希望的治療策略。

病毒載體介導的SMN基因轉移在臨床前研究中已經非常成功。2010年Foust及其同事利用自身互補腺相關病毒血清型9(scAAV9)作為載體成功治療了SMA小鼠,這是SMA基因治療發展的一個里程碑。在該研究中,SMA小鼠出生后第1天,靜脈內注射攜帶SMN1基因的scAAV9,分析發現有60%的脊髓運動神經元表達SMN1蛋白質,且完全改善了肌肉的運動功能和強度,治療后的小鼠壽命長于400天,而未治療組小鼠壽命僅有16天。目前,這種方法已被其他多個研究組所重復。但是,值得注意的是這種方法有嚴格的治療窗口期,隨著年齡的增長,治療效果迅速下降,出生后第5天注射只有部分效果,而在出生后第10天注射幾乎沒有效果,意味著基于SMN增強表達設計治療方案,無論是通過基因治療方法還是其他方式,疾病早期診斷非常關鍵,在臨床癥狀出現之前要早診斷早治療。這一觀察結果同時提示,在個體發育過程中可能存在關鍵時期,其間足夠的SMN蛋白質對于運動神經元發育是必需的。此外,scAAV9也被證明具有臨床應用潛力,它在非人靈長類動物(1日齡注射)可穿過血腦屏障,在整個脊髓中有效感染背根神經節和運動神經元的細胞。其他的研究也表明,非人靈長類動物不同年齡段接受全身治療時,轉基因表達在中樞神經系統(運動神經元和脊髓膠質細胞)以及骨骼肌中持續存在。

Zolgensma(通用名 onasemnogene abeparvovec)是全球第一款獲批上市的全身給藥(靜脈輸注)腺 相關病毒載體基因治療藥物,堪稱現代醫學的里程碑。 美國食品藥品監督管理局(FDA)批準 Zolgensma 的適應癥是:患者年齡低于 2 歲的脊髓性肌萎縮 (spinal muscular atrophy, SMA)。SMA 是一種罕見的遺傳疾病,病因是運動神經元存活 1(survival motor neuron 1, SMN1)基因突變。該基因編碼的運動神經元存活(SMN)蛋白是維持人體運動神經元 細胞正常功能的重要物質,突變造成正常蛋白數量降低,導致運動神經元細胞死亡,引起肌肉力量減弱甚 至完全喪失。嬰兒期起病的亞型(SMA 1)是該病最常見、最嚴重的亞型,癥狀通常出現于 6 個月時,由 于嚴重的呼吸、吞咽困難,鮮有患兒存活超過 2 歲。 盡管科學家們對 SMA 從基因突變到蛋白、細胞的一系列下游變化已有相當了解,但近幾年才逐步掌握直 接干預最根本病因——基因——的手段。腺相關病毒通過基因工程技術攜帶功能正常的完整 SMN1 基因 片段,進入人體將其轉入運動神經元細胞基因的正確位置,恢復正常 SMN 蛋白的合成,有望真正從源頭 治療這種致死率、致殘率極高的疾病。

雖然Zolgensma作為首批上市的藥有更好的治療效果,但是這項上市的藥也有著高額的費用,在后期的治療過程中需承擔巨大的經濟負擔。


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