帕金森 PD

帕金森（Parkinson’s disease，PD）是一种慢性神经系统性疾病，也是继阿尔茨海默病之后的第二大最常见的神经退行性疾病。据世界卫生组织（WHO）报道，过去25年间，全球范围内已有超过850万人遭受这一疾病的折磨。更为严峻的是，PD的致残和致死率正处于快速增长的趋势中。遗憾的是，尽管我们已有一些治疗手段和药物，但这些都只能暂时缓解PD症状，而非根治。许多研究揭示，PD患者的大脑中存在大量多巴胺能神经元的损失，而由于多巴胺受体在体内分布广泛，目前的治疗药物很可能在到达靶标前就被其他组织所消耗。因此，科学家们正致力于寻找一种更能特异性针对运动控制神经回路起效的治疗方法。

2024年2月，来自美国诺瓦东南大学的Mayur S. Parmar研究团队，在期刊《Neurological Sciences》上发表了题为“From lab bench to hope: a review of gene therapies in clinical trials for Parkinson’s disease and challenges”的综述，对PD基因治疗各阶段临床试验的当前状态进行了全面回顾，强调了基因治疗方法的合理性，以及来自临床前和非人灵长类（NHPs）研究中的发现，评估了治疗效果、剂量安全性以及耐受性，还描述了与PD等异质性神经退行性疾病相关的基因治疗所面临的挑战。

PD主要病理特征是黑质致密部（SNpc）中多巴胺产生神经元的进行性丧失以及错误折叠的α-突触核蛋白的积累。目前，PD的病因尚不完全清楚，但可能涉及遗传、环境和年龄等多种因素。疾病的发展过程中，神经炎症、氧化应激、线粒体功能障碍等生物过程也可能起到作用。随着病情的进展，PD不仅影响运动功能，还可能导致认知障碍和心理问题。当前PD的主要治疗方法是围绕多巴胺展开的，包括使用替代药物和抑制多巴胺分解的药物。这些方法虽然能在初期有效缓解运动症状，但无法根治疾病或阻止神经元损伤，且长期使用可能产生副作用。对于非运动症状，如认知障碍和精神症状，则需要使用非多巴胺能药物。因此，现有的治疗方法虽然在一定程度上有助于缓解PD患者的症状，但仍然存在许多限制和挑战。

 

表1 AAV基因治疗在临床前研究中的应用

（表格来源：Grote J, et al Neurol Sci. 2024）

 

表2 AAV基因治疗在NHPs研究中的应用

（表格来源：Grote J, et al Neurol Sci. 2024）

 

 

表3 AAV基因治疗在临床试验中的应用

（表格来源：Grote J, et al Neurol Sci. 2024）

1.胶质源性神经营养因子（GDNF）

研究表明，GDNF能够激活酪氨酸激酶RET，促进神经保护和修复。研究者们探索了GDNF基因疗法在治疗帕金森病（PD）中的潜力。他们通过腺病毒和慢病毒载体，将GDNF递送至啮齿动物模型的纹状体中，发现可以提高纹状体中多巴胺的水平，从而改善动物的行为症状，并促进多巴胺能神经元的再生。另一项研究旨在确定是否必须持续表达GDNF以实现治疗效果。研究人员发现，通过短期注射AAV5-GDNF，在不同的增量时间框架内，运动控制恢复、多巴胺神经元保护和酪氨酸激酶均显示增强。

此外，在NHPs中的研究也显示，通过病毒载体递送GDNF，可以防止多巴胺能神经元变性，促进神经元再生，并改善运动症状。该研究还揭示了GDNF在脑内的运输方式，并证明了脑室内输注AAV2-GDNF的安全性。这些发现为GDNF基因疗法在治疗PD的临床应用中提供了重要的实验依据。

2013年，AAV2-GDNFⅠ期临床研究（NCT01621581）中通过使用磁共振成像（MRI）引导的对流增强给药（CED）技术，向13名受试者的两侧豆状核中分别注射不同剂量AAV2-GDNF。手术过程和产品安全耐受性良好，未出现严重不良事件。PET扫描显示，注射部位在6个月和18个月后对18F-DOPA（多巴胺能功能的标志物）的摄取增加。病程较短的患者中，这种增加更为明显且出现得更早。然而，在18个月后，三组受试者中PD运动评分或药物剂量均无显著变化。这表明AAV2-GDNF可能在晚期PD患者体内有一定的生物学效应，但这尚未得到证实。目前正在进行一项临床Ⅰb期（NCT04167540）研究，以评估向近期或长期诊断为PD的受试者豆状核中输送AAV2-GDNF的安全性和潜在临床效应。

2.脑内多巴胺神经营养因子（CDNF）

CDNF是一种具有神经营养因子样治疗特性的内质网驻留蛋白。它通过调节内质网应激、抑制细胞死亡、未折叠蛋白反应（UPR）以及减少炎症来发挥其神经保护作用。在由6-羟基多巴胺（6-OHDA）诱导的PD大鼠模型中，向其纹状体内注射AAV2-CDNF后，发现大鼠同侧旋转行为显著减少，同时保护了SNpc中的酪氨酸羟化酶（Tyrosine hydroxylase）阳性细胞和纹状体中的TH阳性纤维。这项研究为CDNF成为PD的潜在治疗方案提供了证据。

2020年底，一项Ⅰ-Ⅱ期临床研究完成，该研究利用植入式试验性药物递送系统(DDS)评估了CDNF在患有症状超过10年的晚期PD患者中的安全性和有效性。试验结果显示CDNF在患者体内具有良好的耐受性和安全性(NCT03295786, NCT03775538)。然而，治疗的效果因患者而异，部分患者运动功能和多巴胺转运蛋白活性得以改善，但另一部分患者则没有。CDNF的最佳剂量和给药方法仍在研究中。研究人员在早期试验中发现，通过CED技术将CDNF注入大脑后，壳核（nucleus）的覆盖率达到了60-75%。而GDNF仅有30-50%的覆盖率。CDNF优良的扩散性被认为比GDNF对神经轴突更具有生物可利用性。部分接受CDNF治疗的患者DAT-PET信号显著增加，UPDRS评分改善，且这些改善在中剂量CDNF患者中更能一致地观察到。目前还未在PD患者中开展与CDNF基因治疗相关的临床试验。

3.芳香族L-氨基酸脱羧酶（AADC）

多项研究表明，AAV2-AADC基因疗法可以在PD动物模型中恢复AADC酶活性和运动功能。在6-OHDA诱导的PD大鼠模型中，使用AAV载体同时将TH和AADC基因递送至大鼠纹状体细胞中，可以有效地产生多巴胺并恢复行为。另一项研究显示，在6-OHDA诱导的PD大鼠模型中，使用AAV载体同时递送TH、AADC和GTP环水解酶Ⅰ（GCH，BH4生物合成的限速酶）基因后，大鼠体内BH4（TH辅因子）和多巴胺表达升高，且更有效改善旋转行为。这种行为的恢复是长期的，至少在注射后12个月内持续存在。

研究人员通过立体定位注射法，使用不同的AAV病毒载体，将上述三种基因的混合物注入MPTP处理过的猴子的单侧纹状体中。在观察期间(4只猴子分别为48天、65天、50天和>10个月)，单侧注射AAV-TH/-AADC/-GCH后的猴子相对的手的灵巧性显著改善，行为恢复持续数月，且多巴胺浓度升高。另一项在灵长类动物中使用AAV-hAADC基因治疗的研究也显示出长期的临床改善，减少了对L-DOPA的需求和副作用，并恢复了将L-DOPA转化为多巴胺的能力。

目前，AAV2-AADC（VY-AADC02）疗法正在进行Ⅱ期临床试验（RESTORE-1；NCT03562494），通过向PD患者的壳核注入AAV2-hAADC实现的。6个月后，基于UPDRS（统一帕金森病评定量表）评分，患者在不服药状态下的运动功能平均改善了46%，而对L-DOPA的短期反应未出现明显变化。PET显示FMT活性增加了56%，并持续了96周。另一项临床试验（NCT01973543）进一步验证了VY-AADC01在PD患者中的疗效，通过MRI引导下的壳核输注，不同剂量组均显示出剂量依赖性的AADC酶活性提高和临床结果的改善。这些研究结果表明，AAV2-AADC疗法在PD治疗中显示出持续的安全性和疗效提升。

4.谷氨酸脱羧酶（GAD）

当纹状体内的多巴胺水平下降时，丘脑底核（STN）的兴奋性活动增加，导致放电频率上升，从而影响了这些区域的去极化。这种变化进一步导致GABA（一种抑制性神经递质）浓度降低，加剧了PD患者的运动症状。在PD大鼠模型中，研究人员使用AAV将GAD递送至STN中的兴奋性谷氨酸能神经元。当神经元受到电刺激驱动时，它们会产生与GABA释放相关的抑制性反应。这种神经元行为的转变保护了黑质多巴胺神经元，并改善PD行为表型。这项研究揭示了哺乳动物大脑中兴奋性和抑制性神经传递之间的可塑性，并提示了通过调整这种平衡来治疗PD等神经系统疾病的潜在方法。

进一步，通过Ⅰ期和Ⅱ期临床试验，研究人员验证了将GAD基因通过AAV2递送至PD患者STN中的安全性和有效性。结果显示，这种治疗方法能够显著改善PD患者的多种症状，包括运动能力、左旋多巴诱发的运动障碍（LID）、以及患者的自我感受等，同时降低了丘脑区域的代谢水平。研究中未发现除恶心和头痛外的其他严重副作用，显示GAD治疗在PD患者中具有良好的耐受性和长期效益。

挑战

要使AAV基因治疗有效，必须解决几个挑战。一个主要的挑战是跨越血脑屏障（blood-brain barrier，BBB）递送治疗基因。BBB作为一个保护屏障，限制了大分子（包括基因治疗载体）进入大脑。因此，评估能够穿透BBB并具有中枢神经系统嗜性的AAV衣壳已成为研究的焦点。另一个挑战是实现靶标特异性，这可以通过使用特定的AAV血清型来实现，从而确保治疗基因的精确递送，避免非预期效应。另外在不触发免疫反应或毒性的情况下需要确保长期和稳定的治疗基因表达。免疫系统可能会将基因治疗载体识别为外来入侵者，导致不良反应，研究人员正在研究相关策略以实现最小化免疫反应并提高安全性。然而，PD的异质性、遗传背景和疾病进展阶段的多样性也增加了治疗的复杂性。FDA批准后药物的可及性也已成为基因疗法广泛应用的障碍。

总结

目前的证据表明，基因治疗可以通过减缓帕金森（PD）基础神经病理学的进展以及预防或延迟新症状的出现，来改善PD患者的长期生活质量。然而，需要更多的研究来开发更安全有效的基因治疗载体和递送方法，并在临床试验中验证基因治疗的效果。基因治疗PD的挑战包括需要精确靶向神经元、避免脱靶效应，以及确保长期的安全性和有效性。尽管存在这些挑战，但临床前研究和临床试验的结果令人鼓舞。未来，基因治疗可能会成为治疗帕金森病的重要转折点。