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戴毅教授:百花齐放!2022年SMA研究进展盘点
发布时间:2023/01/12

在过去的一年中,脊髓性肌萎缩症(SMA)的研究领域呈现出百花齐放之态,2022年SMA领域共计发表了400多篇研究文章,涵盖SMA的自然史与疾病特征、生物标志物与评估、基因诊断、新生儿筛查、新治疗靶点等诸多方面。


在本次由医学界罕见病频道主办的“罕动新声:2022罕见病年度盘点”活动中,来自北京协和医院神经科的戴毅教授为我们带来了“2022年SMA研究进展盘点”的主题分享,戴教授从400多篇研究文章中精心挑选出一些重点研究进展,为我们做了一次精彩的年度盘点,一起来看看SMA领域在2022年有哪些进展特别值得关注吧!


| SMA的自然史研究新发现


男性患者病情更严重?


一项自然史研究中,将SMA的男性患者与女性患者的疾病严重程度进行了对比,发现SMA患者中存在运动功能相关的性别效应,在男性患者中疾病的严重程度更高,尤其在III型SMA患者中更为显著。同样的疾病分型与年龄阶段的SMA患者,男性患者的HFMSE评分显著更低;而同样SMN2拷贝数的SMA患者中,女性患者的行走时间长于男性。


“当然,这个研究只纳入了100多例患者,存在一定的局限性。在其他自然史研究中,一般认为疾病的严重程度在性别中并无明显差异。男性SMA患者是否病情一定更重,还有待研究。”戴教授评价道。


SMA全因死亡率是对照组2倍!

 

美国一项自然史研究发现,无论是按性别还是年龄分层,与匹配对照组相比,SMA患者的全因死亡率都显著高于对照组,甚至达到了对照组的2倍!因此,尽管部分III B型或IV型的SMA患者生存期与正常人群相似,这部分轻症患者仍有治疗的需求,以进一步提高患者的生存质量。


| SMA的基因诊断与筛查


高通量测序(NGS)准确检测SMN1拷贝数 


戴教授介绍道:“对于SMA的基因诊断,目前大多是采用多重连接探针扩增(MLPA)的检测方法。”


既往认为NGS在SMN1与SMN2高度同源的序列区域检测中有困难,但通过不断优化,近期已经能通过特殊生物信息学的计算和推演,准确地诊断出SMN1拷贝数的变化。2022年的一篇研究中发现,以基于金标准MLPA的检测结果为参考,NGS对0拷贝、1拷贝和≥2拷贝的SMN1分析,灵敏度、特异度和精密度均可达到100%。


因此,通过NGS的分析可同时诊断出患者的SMN1基因拷贝数的变化,这对于患者和携带者的筛查都非常重要。


新技术提高SMA临床诊断率


另外,基于三代测序和SMN1/2全长和下游区域的长程PCR的SMA综合分析(CASMA),其检出率相较传统的MLPA、实时定量聚合酶链式反应(qPCR)有进一步提高(图1)。CASMA检测SMN1单拷贝SMA携带者的敏感性和特异性分别为100%和99.2%,将中国SMA人群携带者的检出率从91%提高到了98%,并将残余风险比从1:415显著降低到1:1868。

 

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图1 CASMA的应用

 

CASMA具有很大的临床实用性,目前成本仍较高,虽不能用于大规模的携带者筛查,但现在已经可用于部分诊断困难的患者。


此外,单管多重数字化聚合酶链式反应(dPCR)测定法可同时测定SMN1外显子7和8与SMN2外显子7和8的拷贝数,避免了MLPA对于4拷贝以上的检测达到天顶效应,对不同类型的样本都能实现目标基因拷贝数的快速、准确检测,易于操作,且使用少量DNA即可。


新生儿筛查的重要性


美国一项针对SMA新生儿的筛查研究中,在65万新生儿中筛查出34例SMA患儿,其中32名患儿在筛查后进行了症状前的治疗,即在六周龄内进行疾病修正治疗(DMT)。结果发现,通过DMT可对抗SMA的自然发展,改善患儿的运动功能。


此外,研究发现,即便是轻症的SMN2基因4拷贝数患者,如在筛查后不进行治疗,其在1.5-4岁的过程中,电生理(CMAP)检查的结果仍然发现SMA疾病呈缓慢进展的趋势,如不进行早期治疗,一旦造成神经损伤便会造成不可逆的后果。因此该研究提出,即使是轻症SMA患者也应进行早期治疗。


| SMA的生物标志物与疾病评估


2022年新发现了一些可用于评估SMA疾病严重程度的生物标志物,如组织蛋白酶D。这种蛋白酶的水平在2个月以上的SMA患儿中显著下降,而在治疗后能延缓组织蛋白酶水平的下降。而晚发型SMA患者脑脊液中的miR-206和miR-133a-3p水平较低则预示患者在DMT中将有更稳定的临床应答。


同时,通过肺功能的检查可评估SMA患者的严重程度和治疗效果。研究发现,II型SMA患者的肺功能随着年龄增长逐渐下降,而III型患者则表现出更好的肺功能,且肺功能的检查结果与患者的运动功能呈正相关。此外,2022年的相关研究越来越多地应用到问卷和手持式波谱分析仪器对SMA患者的疾病负担进行无创性的评估。


| SMA的治疗新药及靶点


“虽然现在已经有3种DMT药物,但还是希望有更多的药物,特别是可以联合应用,从而进一步提高治疗效果。”戴教授说。

 

增加SMN蛋白量


2022年《Cell》上发表了一篇综述提出一个重要观点:抵消剪接校正反义寡核苷酸(ASO)的染色质作用,可提高其在SMA中的治疗效果。该研究发现,ASO药物(如诺西那生钠)虽然可在前体mRNA阶段增加SMN2的转录和翻译产生更多全长蛋白,但其在转录的上游会产生使DNA结构中的组蛋白发生去乙酰化的不良作用,导致SMN2基因结构上的紧密缠绕,不利于基因的转录。


因此,应用组蛋白去乙酰化酶(HDAC)抑制剂使SMN2呈松散状态,有利于ASO更好地在mRNA剪切阶段发挥调节作用,从而产生更多的SMN蛋白。而HDAC抑制剂目前已有多种已上市的药物,如常用的抗癫痫药物丙戊酸钠。目前已有相关的体外实验和动物试验研究,如这种药物在ASO患者中能达到治疗效果倍增的作用,未来可尝试将这类药物与ASO药物联合应用。

 

提升SMN蛋白功能


除了增加SMN蛋白的量,提升SMN蛋白的功能也是一种有效的治疗思路。磷酸化是影响SMN定位、稳定性和功能的关键调节因子,因此正确调控SMN蛋白的磷酸化能更好地维持其功能,也诞生出SMA治疗的另一新靶点。


研究发现,突变SMN蛋白的稳定性和寡聚化决定了蛋白的功能,即决定了SMA的临床严重程度,这也证实了部分SMN蛋白产生量正常的SMA患者,其实是由于其蛋白的稳定性不足而发病的。


而在2022年的研究中,有研究学者应用一种名为ML372的小分子药物与ASO药物联合应用,并且发现在动物实验中,其能协同增加SMA模型小鼠的SMN水平,并改善小鼠的神经病理、肌肉病理和运动终板病理、运动功能和生存率。ML372的主要作用机制就是进一步稳定SMN蛋白,使其泛素化代谢减慢,更长时间地发挥作用。

 

| 小结


2022年SMA在各方面都有让人眼前一亮的新进展呈现。基因诊断技术的进步更方便了临床的诊断和筛查,帮助SMA新生儿患者尽早确诊并展开治疗。同时,新的研究发现带给临床更多可用的生物标志物以评估疾病的严重程度和治疗反应,也让我们在新的治疗药物的探索中更进一步,期待未来出现的更多新靶点治疗药物带给SMA患者更好的预后!


本文整理:医学界报道组