絕望泥潭中的希望之花：探究罕見病脊髓性肌萎縮癥（SMA）的熱點(diǎn)治療策略

       原來小草從來不孤單，風(fēng)把它吹向朋友懷抱，從春到夏，從秋到冬，不曾被命運(yùn)擊倒。你可曾聆聽心跳，屬于你生命的訊號(hào)，它總是和時(shí)間賽跑，每一個(gè)朝朝暮暮，你看陰霾正在被趕跑，陽光穿透云層來照耀，無數(shù)人勇敢微笑，堅(jiān)信明天會(huì)更好。

       —— 選自歌曲 《草》

       這首《草》是由央視Boys（康輝、撒貝寧、朱廣權(quán)、小尼）、陳果毅等演唱的歌曲，在去年央視一檔電視節(jié)目中，感動(dòng)了無數(shù)人。

       陳果毅，這位被稱為輪椅男孩的中國(guó)童星，2010年出生于中國(guó)廣州，擅長(zhǎng)配音、唱歌、圍棋，在16個(gè)月大時(shí)被確診得了“脊髓性肌萎縮癥”（SMA）;自2018年參加《音樂大師課》節(jié)目海選，在全國(guó)6000多名孩子中脫穎而出，最終奪得廣東賽區(qū)第一，全國(guó)賽區(qū)第十二名。2019年正式成為廣東電視臺(tái)《最美童聲》的簽約歌手。他的勵(lì)志人生為中國(guó)數(shù)萬名SMA患者和2000多萬名罕見病患者及他們的家庭帶來對(duì)生活的愛與勇氣。本篇文章中，我們走進(jìn)這一罕見?。杭顾栊约∥s癥。

       圖1 SMA的時(shí)間軸

       自Werdnig 和 Hofmann在1891年和1893年首次報(bào)道脊髓肌萎縮癥患者以來，SMA這種罕見病的現(xiàn)狀已經(jīng)發(fā)生了相當(dāng)大的變化。

       最早時(shí)嚴(yán)重的嬰幼兒患病也稱為Werdnig-Hofmann病。20世紀(jì)50年代，Wolfhart, Fez和Eliasson描述了一種較溫和的SMA形式：輕度SMA患者可保持站立和行走能力，生存期延長(zhǎng)。SMA的主要病理定義為前角變性和嚴(yán)重肌肉萎縮。此外，強(qiáng)調(diào)了對(duì)稱的、以近端為主的虛弱的關(guān)鍵臨床特征，主要影響軸、肋間和球部肌肉組織。

       機(jī)制研究表明，這種疾病是由體內(nèi)的突變引起的，正常的SMN1基因編碼運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元生存蛋白（SMN蛋白），這是神經(jīng)和運(yùn)動(dòng)功能所必需的。突變的SMN1基因使體內(nèi)不能產(chǎn)生正常的SMN蛋白，導(dǎo)致骨骼肌萎縮，進(jìn)一步影響SMA患者的運(yùn)動(dòng)、吞咽和呼吸能力。相關(guān)基因SMN2也編碼SMN蛋白，但一個(gè)同義點(diǎn)突變導(dǎo)致pre-mRNA剪切，跳過第7外顯子的概率約為90%，導(dǎo)致生成的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物易降解，大部分為不穩(wěn)定的“截短蛋白”。（見圖2）

       圖2 人體SMN2和SMN1基因示意圖

       SMN2拷貝數(shù)與SMA的嚴(yán)重程度常呈負(fù)相關(guān)，能夠在一定程度上預(yù)測(cè)SMA的表型，大部分SMA 1型有1或 2個(gè)拷貝，2型通常有3個(gè)拷貝，3型常有3或4個(gè)拷貝，0拷貝出現(xiàn)在0型。

       臨床上將SMA分為4種類型。

       ① Ⅰ型，最常見的類型，小于6個(gè)月時(shí)發(fā)病，表現(xiàn)為不能獨(dú)坐，且由于嚴(yán)重肌張力減退及對(duì)稱性肌無力導(dǎo)致無法支撐自己頭部，通常于2歲內(nèi)死于吸入性肺炎，為嚴(yán)重型。近年來，隨著呼吸系統(tǒng)疾病管理體系及支持療法的完善，Ⅰ型患者的平均存活時(shí)間有了顯著提升，但尚無從本質(zhì)上改善患者的肌力。

       ② Ⅱ型，6～18個(gè)月時(shí)發(fā)病，表現(xiàn)為能獨(dú)坐，但不能獨(dú)立行走，伴有關(guān)節(jié)攣縮和脊柱后突，隨著病情進(jìn)展需要呼吸機(jī)維持呼吸，?？纱婊钪?歲以后。

       ③ Ⅲ型，＞18個(gè)月時(shí)發(fā)病，能獨(dú)坐和獨(dú)立行走，生存基本不受影響，可選擇輪椅或者行走，伴有脊柱側(cè)突和骨質(zhì)疏松，為輕型,?？纱婊钪脸扇似凇?/p>

       ④ Ⅳ型，＞30歲發(fā)病，能獨(dú)坐和獨(dú)立行走，無消化系統(tǒng)和呼吸系統(tǒng)癥狀，為成人型。除此之外還有一種不常見的類型，發(fā)生在宮內(nèi)，表現(xiàn)為胎動(dòng)減少，如不采取治療措施，常于1歲內(nèi)死亡，為最嚴(yán)重的一種類型，稱為SMA 0型。

       圖3 脊髓性肌萎縮癥（SMA）的分類

       對(duì)于SMA的治療手段，已經(jīng)有很多綜述報(bào)道過，筆者根據(jù)2020年的Journal of Neuromuscular Diseases 7 (2020) 1–13等幾篇綜述來簡(jiǎn)單的介紹一下。

       雖然SMA是一種單基因神經(jīng)肌肉疾病，但其表型非常復(fù)雜，通常被認(rèn)為是一種全身性疾病，因此，照顧SMA患者需要呼吸、營(yíng)養(yǎng)和胃腸病學(xué)、骨科和社會(huì)心理問題的跨學(xué)科管理。一般的治療可參考2007年的關(guān)于SMA護(hù)理標(biāo)準(zhǔn)的第一份共識(shí)聲明中。然而，護(hù)理標(biāo)準(zhǔn)的執(zhí)行是高度可變的，并受到文化觀點(diǎn)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素和區(qū)域資源可用性的影響。

       在過去的幾十年里，一些化合物已經(jīng)在隨機(jī)對(duì)照試驗(yàn)中進(jìn)行了研究，包括高乙?；瘎绫焖峄虮蕉∷?，合成代謝劑，如沙丁胺醇，增加肌肉力量和功能的方法、促甲狀腺激素釋放激素或生長(zhǎng)激素和神經(jīng)保護(hù)劑如加巴噴丁、利魯唑和奧列索肟。盡管主要終點(diǎn)的結(jié)果是負(fù)面的，但這些研究驗(yàn)證了結(jié)果，并獲得了有關(guān)試驗(yàn)設(shè)計(jì)和患者招募可行性的關(guān)鍵信息。實(shí)際的治療可以細(xì)分為SMN2的剪接修飾、SMN1基因替代療法或促進(jìn)肌肉生長(zhǎng)的治療。

       圖4總結(jié)了以下部分討論的治療方法，并說明了各自的分子機(jī)制的作用;圖6顯示了相關(guān)治療藥物和臨床藥物的發(fā)展現(xiàn)狀。

       圖4 SMA的治療方法涉及分子作用機(jī)制

       目前，關(guān)于脊髓性肌萎縮癥治療策略的研究熱點(diǎn)主要集中于以下幾個(gè)方面。

       （1）作用于SMN2 基因轉(zhuǎn)錄剪接過程：通過反義寡核苷酸（ASO）或其他口服小分子藥物（RG7916、LMI070）調(diào)節(jié)SMN2基因轉(zhuǎn)錄和剪接過程，促進(jìn)完整的全長(zhǎng)SMN蛋白合成.

       （2）SMN1基因替代療法：由腺相關(guān)病毒（AAV）介導(dǎo)的SMN1基因替代療法，以糾正SMN1基因缺陷。

       （3）其他治療方法：神經(jīng)保護(hù)藥物、靶點(diǎn)作用于肌肉的小分子藥物、干細(xì)胞移植治療等；

       SMN2的剪接修飾：2016年12月Spinraza成為首 個(gè)FDA批準(zhǔn)用于SMA治療的藥物(曾用名IONIS-SMNRX，商品名Spinraza)，2019年2月在國(guó)內(nèi)上市（即諾西那生鈉注射液，國(guó)內(nèi)一針70萬，2021年后調(diào)整價(jià)格至55萬/針）。它是一種反義寡核苷酸(ASO)，ASO是人工合成的短鏈核酸序列，長(zhǎng)度為 8 ~ 50 bp，可以選擇性地與信使RNA（mRNA）結(jié)合，從而影響 RNA 翻譯啟動(dòng)或改變外顯子剪接。Spinraza是一種經(jīng)修飾的ASO，可特異性地識(shí)別SMN2基因內(nèi)含子7剪接沉默子N1序列（ISS-N1），通過阻斷負(fù)性調(diào)控位點(diǎn)通路以調(diào)節(jié)SMN2 pre-mRNA 轉(zhuǎn)錄本的剪接，達(dá)到增加 SMN2基因外顯子7的翻譯剪接目的，上調(diào)SMN蛋白的表達(dá)。體外實(shí)驗(yàn)和動(dòng)物實(shí)驗(yàn)均已證實(shí)，Spinraza 可上調(diào)全長(zhǎng) SMN 蛋白的表達(dá)水平。由于反義寡核苷酸不易透過血腦屏障，因此僅能鞘內(nèi)給藥；在美國(guó)這種療法每次注射花費(fèi)12.5萬美元，且必須終生進(jìn)行鞘內(nèi)注射；藥物治療開始于2個(gè)月的4次負(fù)荷劑量，每次需要維持注射4個(gè)月。按每次注射125 000美元計(jì)算，僅第一年建議的6-7次注射總額為750 000至875 000美元，不包括住院費(fèi)用。Spinraza被譽(yù)為“非常有效”，它的兩名發(fā)明者獲得了300萬美元的“突破獎(jiǎng)”。

       小分子剪接修飾劑Evrysdi( risdiplam)：FDA于2020年8月7日批準(zhǔn)基因泰克公司的Evrysdi用于2月齡及以上的兒童治療脊髓性肌萎縮癥。Evrysdi 呈液體狀態(tài)，通過口服或鼻飼管給藥，每日1次，是首 個(gè)可在家使用的SMA療法。FDA 在審批Evrysdi時(shí)采用了快速審批通道和優(yōu)先評(píng)審審批程序,并授予其孤兒藥地位，該藥在美國(guó)的定價(jià)需參考患者體重，年治療費(fèi)用約237萬元人民幣。2021年06月17日在國(guó)內(nèi)上市，8月羅氏利司撲蘭口服溶液用散（艾滿欣）獲批，適用于2月齡及以上患者的SMA，60mg/瓶的零售價(jià)為6.38萬元。臨床試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明對(duì)嬰兒型脊髓性肌萎縮癥( infantile-onset SMA) 和遲發(fā)型脊髓性肌萎縮癥( later-onset SMA) 均有效。從圖4的分子作用機(jī)制中可以看到，小分子和ASO雖然都可以作為剪接修飾劑，但是作用的位點(diǎn)是不一樣的，ASO（Spinraza）結(jié)合在SMN2外顯子7下游的單鏈pre-mRNA上，小分子作用于上游。關(guān)于該小分子剪接修飾劑的發(fā)現(xiàn)和改造過程可以參考2018年的一篇JMC（doi: 10.1021/acs.jmedchem.8b00741.）。risdiplam是一種完全符合Lipinski?s rule of 5的小分子藥物，具有優(yōu)良的理化性質(zhì)；最初篩出的香豆素骨架在Ames試驗(yàn)中呈陽性，且香豆素和異香豆素在血漿蛋白質(zhì)中都是不穩(wěn)定的。經(jīng)過骨架躍遷和大量的SAR研究得到的化合物risdiplam能夠入腦，且具有良好的口服生物利用度。（圖5）

       圖5 小分子剪接劑 risdiplam

       SMN1基因替代療法：基因替代療法是通過病毒載體將外源性基因?qū)胨拗黧w內(nèi)，使外源性基因在宿主細(xì)胞內(nèi)表達(dá)目的蛋白。腺相關(guān)病毒載體是一種小型非致病性病毒，靶向運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元和星形膠質(zhì)細(xì)胞，從而有效傳染整個(gè)中樞神經(jīng)系統(tǒng)，其中，自身互補(bǔ)腺相關(guān)病毒9（scAAV9）可以透過血腦屏障，通過靜脈注射或鞘內(nèi)注射方式導(dǎo)入宿主體內(nèi)，且不整合至宿主基因組。目前尚無腺相關(guān)病毒載體致人類疾病的文獻(xiàn)報(bào)道，故安全性較高。理論上講，由 scAAV9 介導(dǎo)的SMN1 基因替代療法是治療脊髓性肌萎縮癥最合理、最有效的方法之一，其優(yōu)勢(shì)在于僅通過單次靜脈注射即可獲得臨床療效。諾華的Zolgensma就是這樣的一種藥物，它將拷貝的SMN1基因傳遞到肌肉細(xì)胞，使得能夠產(chǎn)生SMN蛋白。SMN1的缺陷基因沒有被移除，可能會(huì)繼續(xù)轉(zhuǎn)錄，產(chǎn)生未知的下游效應(yīng)。Zolgensma能夠穿過血腦屏障，避免了鞘內(nèi)注射。在美國(guó)Zolgensma是目前市場(chǎng)上價(jià)格最高的一次性治療藥物，每針212.5萬美元。Zolgensma被譽(yù)為“救命藥”和“治愈藥”，F(xiàn)DA在其開發(fā)早期就將其列為突破性療法。然而，這么昂貴的價(jià)格讓人忘記了FDA文件中顯示的這些好處。

       圖6 代表性的治療SMA的藥物（RG7916已上市）和臨床在研藥物

       以上是國(guó)際上獲批的三種SMA的修正治療藥物。此外還可以通過其他途徑保護(hù)運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元和下游肌肉功能，維持患者運(yùn)動(dòng)功能。肌肉激活藥物和神經(jīng)保護(hù)等藥物不依賴SMN蛋白表達(dá)水平的提高，可與上述特異性治療方案聯(lián)合應(yīng)用，發(fā)揮一定輔助作用。例如肌肉激活藥物Reldesemtiv（CK-2127107），目前SMA適應(yīng)癥處于二期臨床；神經(jīng)保護(hù)藥物Olesoxime（TRO19622）是膽固醇類化合物，目前SMA適應(yīng)癥臨床狀態(tài)顯示Discontinued;此外還有一些臨床在研的治療SMA的藥物見圖6。

       期待更多的、價(jià)格適中的藥物獲批，給SMA患者更多的選擇。

       專欄作家：星星狐

       藥物化學(xué)背景，曾從事靶點(diǎn)調(diào)研、專利分析與突破、改良新藥方面的工作；現(xiàn)專注于創(chuàng)新藥分子設(shè)計(jì)；熱愛醫(yī)藥行業(yè)，愿與各位同行互相學(xué)習(xí)、進(jìn)步，見證創(chuàng)新藥最好的時(shí)代。

       參考文獻(xiàn)：

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