脊髓性肌萎缩症（SMA）药物治疗评价体系

【摘要】：脊髓性肌萎缩症,简称脊肌萎缩症(spinal muscular atrophy, SMA)是一种在婴幼儿和青少年中常见的常染色体隐性遗传病,因脊髓前角α-运动神经元退行性变导致,以进行性肌无力和肌萎缩为特征。根据发病年龄和病程的不同,主要将SMA分为四型：Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型和Ⅳ型。SMA在新生儿中的发病率为1/6000-1/10000,人群中携带者频率约为1/40-1/50,是最常见的单基因遗传病之一。 致病基因SMN基因定位于5q13区,全长28kb,包含9个外显子,编码由294个氨基酸组成的38kD的SMN蛋白,参与构成与RNA加工有关的多蛋白复合体。SMN基因有2个高度同源的拷贝,分别为近端粒侧的SMN1(SMNt)及近着丝粒侧的SMN2(SMNc)。 SMN1作为主要的有功能拷贝,是SMA的关键基因,其转录产物90%为全长SMN(full length SMN, fl-SMN),研究显示,95%-98%的SMA患者为SMN1外显子7纯合缺失,2%-5%为SMN1外显子7缺失和SMNl点突变的复合杂合子。而SMN2基因由于外显子7中第6位碱基的变异,被剪接形成缺少外显子7的转录本(A7SMN2),仅10%左右的转录本有功能,其变异虽然不会导致SMA,但是对于SMA患者,其全长转录本可作为SMNl突变的补偿剂,并且SMN2基因的拷贝数越多补偿效果越好,患者症状减轻。 多数SMA患儿在婴幼儿或儿童时期夭折,少数患儿即使能生存至青少年或成人期,也常因四肢瘫痪严重影响生活质量。SMA尚无特异的治疗方法,当前的研究热点主要集中在提高内源性fl-SMN蛋白的数量,包括增强SMN2基因的表达、改变SMN2转录本的剪接、增加SMN蛋白的活性水平。国外学者已筛选出一些治疗SMA的药物,并针对这些药物进行了临床试验。丙戊酸(VPA)是目前研究的热点药物之一,是FDA批准治疗癫痫的药物,适当临床剂量下显示有抑制组蛋白脱乙酰基酶(HDAC)的活性。丙戊酸可能通过直接增加SMN启动子处的组蛋白乙酰化或间接调节转录因子乙酰化率,来增加SMN基因的表达。另外,通过上调Htra2-β1蛋白的水平改变剪接模式,这种蛋白可以与剪接抑制蛋白hnRNP A1竞争结合SMN2剪接沉默子的位点,从而增加全长转录产物。 近年国内已有研究者对丙戊酸的疗效进行了初探,然而在基因水平上治疗SMA,首先要求明确患者的基因型和蛋白质表达水平,这是判断患儿是否适合用药、用何种药物及药物疗效判定的基础和关键步骤；其次,用药后药物的起效时间、效果强弱以及个性化药物剂量的使用,都要求有一个系统科学的评价体系来支撑。目前国内尚缺乏一个评价SMA药物治疗效果的完整体系,因此亟待建立一种在分子生物学水平评价药物疗效的体系,以期与临床相结合,更好的评价药物的治疗效果。 本课题在已建立的检测SMN1纯合缺失确诊SMA患儿的基础上,建立SMN2基因的拷贝数的检测方法,并以人胚皮肤成纤维细胞为模型,利用RT-PCR法检测药物处理后成纤维细胞SMN2特异的全长mRNA表达上调情况,为临床治疗提供遴选患者的手段和治疗效果的评价体系。这样一个SMA药物治疗评价体系的建立,不仅对即将进入临床应用的基因水平治疗SMA以及个性化用药方面具有重要的意义,还为也能为其它遗传性疾病的药物治疗和疗效评价体系提供参考模式,具有良好的应用价值,对于国内SMA治疗的深入研究,具有重大意义。