帕金森病治疗研究进展(全文)
帕金森病(Parkinson’s disease,PD)是一种常见的神经退行性疾病,其主要病理改变为黑质内多巴胺能神经元的选择性丢失。临床上表现为静止性震颤、肌张力增高、运动迟缓和姿势平衡障碍等运动症状,以及嗅觉减退、睡眠障碍等非运动症状。目前PD的发病机制尚未完全明了,PD的防治成为国内外研究的热点课题之一。超过1%的60岁以上人口受PD影响,随着人口的老龄化,其发病率呈逐年上升趋势。目前治疗PD的传统药物,主要是基于增加脑内多巴胺递质,包括复方左旋多巴(L-dopa,LD)、多巴胺受体激动剂、单胺氧化酶B抑制剂、儿茶酚氧位甲基转移酶抑制剂,其中左旋多巴复方制剂是最有效的对症治疗药物,对PD整个病程均有一定疗效。但传统药物治疗PD的作用是有限的,只能改善症状并不能阻止病情的进展,而且还存在诸多不良反应,随着病程进展以及多巴胺神经元的丢失治疗效果也逐步降低。随着基础和临床研究的不断深入,PD的治疗取得了很大的进展,本文对当前PD传统药物治疗以外治疗方面,包括药物剂型的转变、免疫疗法、基因疗法、干细胞疗法、脑深部电刺激术、磁共振引导下聚焦超声术、运动疗法七个方面对PD的研究进展进行综述。
01、药物剂型的转变 迄今为止,PD的治疗主要是基于纹状体内的外源性多巴胺替代,LD仍是治疗PD的首选药物。口服制剂因其肝脏首过效应显著,生物利用率低,由于血脑屏障的存在,进入脑内的药量较少,影响其临床疗效。近年来一些新的药物剂型逐渐涌现,它可以通过改变药物结构、改变给药途径等增加药物利用。
1.1 药物结构的转变 研究者设计了许多方法来增加此类药物的中枢神经系统渗透性:(1)脑室内直接给药:脑室内直接给药是通过将导管直接插入脑室的脑脊液中,将药物输送于脑内,经回流入静脉循环作用于脑实质,除了高昂的手术费用以外,还有对手术技术要求高以及感染的风险。(2)暂时破坏血脑屏障:通过高渗溶液、血管活性药物等暂时打开血脑屏障促进药物渗透,目前安全性尚未可知。(3)制备具有亲脂性表面的载体,包括脂质体、纳米颗粒、树枝状聚合物以及胶束;(4)将化学基团添加到所需物质中以增强其渗透性(前药途径)。
由于PD患者需长期服药,上述前两种方式在PD中治疗的应用均受到限制。目前研究最多的是载体以及前药途径。Kuma等研究发现鼻内递送司来吉兰纳米乳剂用于改善抗氧化剂缺陷和多巴胺水平,这种途径可使药物有效递送至大脑而不通过血脑屏障,研究表明载药纳米乳剂是无毒的,输送入脑内是安全的。在过去的几十年中,前药方法的使用引起了越来越多的关注。通过酯、酰胺、二聚酰胺及环状结构的化学修饰来合成多巴胺和LD前药,这类药物能溶于水和脂质,可完全被胃肠道吸收而无任何化学降解或代谢,并能通过血脑屏障,在脑中产生治疗作用的多巴。目前左旋多巴甲酯前药已上市,并可与卡比多巴联合使用。
1.2 给药途径的转变
1.2.1 持续皮下注射:阿扑吗啡是一种短效的多巴胺激动剂,化学稳定性差,首过效应显著,置入阿扑吗啡皮下注射泵可以稳定给药,实现持续性多巴胺能刺激,单独使用或与左旋多巴连用,可以改善进展期PD的关期发作和异动症。
1.2.2 持续十二指肠输注:左旋多巴/卡比多巴凝胶持续肠道输注系统,在空肠内左旋多巴可以快速被吸收,显著增加开期,治疗运动波动和减少异动。
1.2.3 透皮贴剂:目前临床常用的贴剂为优普洛(罗替高汀贴片),该药于2018年6月在我国获批上市,它可以提供24h持续稳定的药物释放,实现了持续多巴胺能给药,可以有效改善患者的运动症状和非运动症状,延缓运动并发症的发生,为PD患者提供了新的治疗选择。
02、免疫疗法
目前PD的免疫疗法主要是针对α-突触核蛋白(α-syn)的免疫治疗,其他免疫疗法包括过继转移和免疫抑制。过继转移是将淋巴细胞从PD免疫供体向受体的转移,而免疫抑制仅降低效应免疫细胞的数量或功能,这两种免疫治疗目前研究较少。本文主要对针对α-syn的免疫治疗进行分析。
最近的一项研究发现了中枢神经系统存在着淋巴脉管系统,为免疫系统功能障碍相关的神经炎性疾病和神经退行性疾病的病因及治疗提供了新的线索。目前普遍认为α-syn的聚集是PD发病机制的核心所在,α-syn的聚集不仅具有神经毒性作用,也对突触功能和信号的传递产生影响,在PD的发生和发展过程中起到重要作用。α-syn作为内源性或外源性抗体的靶点,当抗体与α-syn特异性结合后,小胶质细胞则可通过自噬溶酶体途径对抗原抗体复合物加以清除。α-syn是PD免疫治疗试验的靶点,主动免疫和被动免疫两种免疫疗法均已经在PD中进行探索。
2.1 主动免疫
主动免疫是利用动物自身的免疫系统产生针对α-syn的抗体。Valera等用重组人α-syn免疫α-syn转基因小鼠,使其产生高亲和力的针对α-synC-末端的抗体,观察到接受治疗的小鼠神经元细胞体及颞叶皮层突触中α-syn聚集的减少。临床试验中,主动免疫主要有PD01A和PD03A两种人源化免疫原,目前已完成了PD01A对PD早期患者的I期临床试验,在32例受试者中,50%的受试者可在血清中检测到针对α-syn的特异性抗体,少数受试者在脑脊液中也存在一定的滴度,但疫苗的疗效仍需在未来的II、III期临床试验中继续研究。PD03A对早期PD患者的I期临床试验即将启动。主动免疫存在一些潜在的缺点,神经炎性反应是较为常见的不良反应,同时也观察到了治疗对象之间抗体应答存在变异性。尽管存在这些风险,理论上主动免疫仍具有优势,因为其可能产生更强大和持久的体液免疫反应,可能产生比被动免疫更高的抗体水平。
2.2 被动免疫
被动免疫是直接给予针对α-syn不同区域的单克隆抗体。PD被动免疫主要药物有PRX002、BIIB054、BAN0805人源化抗体。PRX002是一项针对α-synC末端的IgG单克隆抗体的化合物,在60例早期PD患者的第I阶段研究中证明在12周内耐受良好,IIa阶段的研究正在进行中。BIIB054是靶向α-synN末端的化合物,目前针对健康受试者和早期PD患者的单剂量递增的BIIB054研究正在招募受试者。BAN0805对PD寡聚体α-syn具有亲和力,该药物也将进入临床评估。被动免疫的一个主要优点是如果出现不良事件,能够减少剂量或可能停止治疗。
尽管有临床前试验证实免疫疗法能够减少脑内α-syn聚集并改善几种PD动物模型的行为结果,但免疫疗法如何实现这一点的细节仍不清楚。现有研究表明,早期对PD患者的免疫治疗和α-syn积聚之前的免疫治疗有可能成为预防疾病进展的最有效的方法,故推测免疫疗法对于预防或者早期治疗PD具有广阔的前景。综上,免疫疗法是一种有希望的治疗PD的方法,针对α-syn的主动和被动免疫的临床前研究具有积极的临床意义。
03、基因疗法
基因治疗是一种旨在通过基因修饰神经细胞来缓解相关症状甚至逆转疾病进展来治疗疾病的一种方法。基因治疗技术通过将目的基因导入特定脑区影响特异性蛋白质表达,此疗法有可能延缓多巴胺能神经元的丢失或纠正神经递质失衡。目前已有报道5种基因治疗PD的临床试验,这些试验包括对症治疗以及疾病修饰治疗。对症治疗是通过转导参与神经递质合成的基因来增加多巴胺的产生,旨在改善临床症状而不改变疾病进程,包括芳香族L-氨基酸脱羧酶(AADC)基因、谷氨酸脱羧酶(GAD)基因、酪氨酸羟化酶(TH)-AADC-三磷酸鸟苷环水解酶(GCH)基因的体内转移;疾病修饰治疗尝试恢复受疾病过程影响的多巴胺能神经元功能,包括胶质源性神经营养因子(GDNF)基因和Neurturin基因两种神经营养因子基因的体内转移。虽然目前基因治疗仍处于实验阶段,尚未用于临床,但是很多研究者认为其有希望成为PD治疗的一类新药。将目的基因转移到靶细胞,需要选择合适的载体,目前对于载体的研究也越来越受到关注。
3.1 基因治疗的临床试验
3.1.1 AADC基因:AADC是多巴胺合成的关键酶,通过提高左旋多巴向多巴胺转化的效率来进行多巴胺替代治疗。腺相关病毒(Adeno-associated virus,AAV)介导的AADC基因转移至6例PD患者的壳核的I期临床试验已经启动,采用统一帕金森病评分量表(UPDRS)评分、运动状态日志和PET追踪AADC等多项指标进行评估,治疗后6个月UPDRS评分显示未服药状态的运动功能平均提高了46%,PET显示FMT(AADC示踪剂)活性增加了56%,后来的随访发现其中两名患者FET摄取持续增加长达96周。
3.1.2 GAD基因:GAD是γ氨基丁酸(GABA)合成的限速酶,其通过调控丘脑底核的代谢率,释放更多的GABA,改善PD的运动症状。双侧丘脑底核经立体定向技术注射AAV-GAD的随机双盲试验中研究了45例PD患者,治疗组22例,假手术对照组23例,对照组接受输注硬膜内无菌生理盐水(无脑内渗透)代替AAV-GAD。治疗后6个月,治疗组UPDRS评分结果较对照组略有改善但差异无统计学意义(P=0.19),治疗后MRI未见丘脑底核损害,不良反应相对轻微,以头痛和恶心最为常见。随后进行12个月的随访报告显示,在AAV-GAD组中,左旋多巴诱导的运动障碍的每日持续时间在12个月时显著下降(P=0.03),而假手术组未改变。
3.1.3 TH-AADC-GCH基因:TH-AADC-GCH基因的体内转移,利用参与多巴胺产生的三个基因,不仅通过恢复AADC活性,而且通过多巴胺能和非多巴胺能神经元进一步增加内源性左旋多巴以增加纹状体内的多巴胺,TH和GCH催化人体内从膳食酪氨酸合成左旋多巴,再通过AADC转化为多巴胺。目前这三基因疗法已被证实可以增加PD动物模型中细胞外纹状体多巴胺水平,人体临床试验正在进行中。
3.1.4 GDNF基因:体外和体内研究都表明GDNF可以保护多巴胺神经元,GDNF与多巴胺能神经元的产前发育有关,而且对于这些神经元的出生后存活至关重要。Palfi等通过慢病毒载体介导将GDNF基因输送至多巴胺能耗尽的老年猴PD模型中的纹状体细胞,结果表明GNDF可以调节老年猴大脑的可塑性并可以通过将纹状体神经元转化为具有多巴胺能表型的细胞来弥补多巴胺能细胞的丢失。Eslamboli等在用6-羟基多巴胺(6-OHDA)损伤普通绒猴黑质纹状体4周前,将重组腺相关病毒介导的GDNF(rAAV-GNDF)注射到一部分猴子的黑质纹状体中,发现rAAV-GNDF处理的猴子中40%的多巴胺细胞存活,而未处理的猴子只有21%的多巴胺细胞存活,在一些rAAV-GDNF处理的猴子纹状体中观察到了完整的多巴胺能纤维,表明rAAV-GDNF治疗可能至少部分地阻止了纹状体多巴胺能神经元的丧失。
3.1.5 Neurturin基因:Neurturin(NTN,GDNF异构体的类似物)也可以改善老年猴和PD动物体内多巴胺能神经元的活性。一项向壳核和黑质致密部注入Neurturin基因,临床随访观察Neurturin基因的安全性和有效性的研究,I期临床试验证实了6例PD患者Neurturin基因治疗对壳核和黑质致密部的耐受性,2年的随访中没有发现严重并发症。基于此,进行II期双盲对照试验,结果显示Neurturin基因治疗是安全的且耐受性良好,但遗憾的是未发现Neurturin基因临床治疗PD有效,尽管在次要结果上有日常运动波动评分明显改善,但在主要终点事件上UPDRS