多系统萎缩(multiple system atrophy,MSA)是一种成年发病的进行性神经系统退行性疾病,其临床表现为自主神经功能障碍、帕金森症、小脑性共济失调及锥体束征的不同组合。目前MSA的患病率和发病率分别估计为(1.9~4.9)/(10万·年)和(0.6~3.0)/(10万·年),MSA可能存在被严重漏诊或误诊的情况。MSA的临床病程进展迅速,通常在症状出现后5~6年内即可导致严重残疾,平均生存期约为10年。目前MSA的临床治疗主要为对症管理,治疗手段有限且疗效欠佳,这凸显了深入理解MSA机制的必要性及开发新型治疗策略的重要性。
MSA的病理特征为少突胶质细胞胞质内出现以α-突触核蛋白(alpha-Synuclein,α-syn)异常积聚体为核心成分的嗜酸性包涵体,MSA患者脑内小胶质细胞和星形胶质细胞的增生程度与包涵体负荷呈正相关,提示神经炎症是MSA中枢病理的关键环节。致病性α-syn驱动的小胶质细胞激活,可通过引发氧化应激与炎症反应形成中枢神经毒性环境,同时可能增加血脑屏障的通透性,或为炎症播散提供条件。已有研究表明,MSA患者外周血中的白细胞总数和亚群、补体C3水平及系统免疫炎症指数均会发生改变,且部分外周免疫指标与患者自主神经、运动及认知功能障碍相关。另有研究发现,MSA患者脑内存在CD3+、CD4+、CD8+T细胞浸润及促炎细胞因子水平升高。上述研究均提示中枢与外周免疫存在复杂的交互,揭示了免疫调节治疗可能是MSA的潜在治疗策略。目前已有多个团队开发了MSA免疫调节治疗药,根据作用机制主要包括:围绕多靶点免疫调节的间充质干细胞(mesenchymal stem cells,MSCs)、烟酰胺核糖苷(nicotinamide riboside,NR)、表没食子儿茶素没食子酸酯(epigallocatechin Gallate,EGCG);围绕固有免疫调节的药物,如Verdiperstat、米诺环素;以及围绕适应性免疫调节的药物,包括静脉注射免疫球蛋白、Foralumab。以上药物均已进入临床试验阶段,现就以上三类药物的最新研究进行梳理。一、多靶点免疫调节药物/手段
1.1 MSCs MSCs被认为具有免疫调节及神经保护作用。Stemberger等[11]给予老年MSA小鼠模型静脉注射异体骨髓MSCs治疗,经治疗4周后发现,MSA模型小鼠黑质致密部的酪氨酸羟化酶阳性多巴胺能神经元数量明显高于对照组,且脑组织裂解液中的多种促炎细胞因子水平下调,表明异体骨髓MSCs治疗可抑制神经炎症,发挥明确的神经保护作用,但MSA模型小鼠的行为学改善无统计学意义。另一项研究通过给予C57BL/6小鼠联合注射双毒素法成功制备了MSA帕金森型动物模型,并评估了静脉给予人源MSCs治疗的疗效,结果发现MSCs可通过调节炎症反应及细胞存活/死亡信号通路抑制小鼠黑质与纹状体中的神经元损伤。Park等评估了人源骨髓MSCs在MSA大鼠模型中对神经退行性病变的抑制作用,结果发现,MSCs可降低大鼠脑中星形胶质细胞活化标记物和小胶质细胞活化标记物水平,提示这两种细胞参与诱发MSA相关的神经炎症;此外,MSCs干预还抑制了大鼠脑内诱导型一氧化氮合酶及环氧化酶-2的表达,导致促炎细胞因子白细胞介素-1β和白细胞介素-6释放水平明显下降;进一步对MSCs的治疗机制进行探索发现,MSCs可能通过调节多胺与胆固醇代谢等途径发挥免疫调节及神经保护作用。
来自韩国的Lee团队主要聚焦于验证自体骨髓MSCs的治疗作用。该团队早在2008年就报道了第一项临床试验,观察了自体骨髓MSCs动脉内注射和反复静脉注射治疗MSA患者的可行性和安全性,结果显示,该疗法能够延缓MSA患者的神经功能缺损进展,随访期内患者的功能改善且无严重的不良反应,仅部分患者出现短暂发热或动脉内注射后的小范围缺血性病变。Lee等一项随机、双盲、安慰剂对照试验进一步评估了自体骨髓MSCs治疗MSA小脑型患者的疗效,结果显示,治疗组的统一MSA评分量表(unified MSA rating scale,UMSARS)总分和第二部分分数增加幅度显著小于安慰剂组,且安慰剂组在360 d随访时小脑和大脑皮质区域的脑葡萄糖代谢及灰质密度下降更为显著,提示该疗法具有潜在治疗价值,但动脉内输注可导致部分患者头MRI上出现了小缺血性改变。随后,Lee等团队又发起了一项单中心、开放标签Ⅰ期临床试验以比较自体骨髓MSCs三阶段剂量递增方案治疗MSA小脑型患者的疗效,结果显示,随访3个月期间,中、高剂量组患者的UMSARS评分增速较慢,但低剂量组1例患者在动脉内注射后出现严重药物不良反应,表现为左侧脑膜增厚,所有患者未出现缺血性病变征象。
此外,还有研究致力于探索其他具有免疫调节功能的细胞制剂用于MSA的治疗。Chang等报道了将人脂肪干细胞通过脑内注射移植到MSA模型小鼠纹状体的实验,结果显示,与对照组相比,接受中等剂量治疗的小鼠转棒停留时间显著延长,在持续4周的测试中小鼠运动功能恢复至接近正常水平;体外研究表明,该疗法可能通过增强多巴胺能黑质纹状体通路、激活针对α-syn的自噬、减少炎症信号和细胞凋亡、促进尾状核髓鞘形成和细胞存活等机制发挥治疗作用。Singer等一项Ⅰ/Ⅱ期研究探索了鞘内注射自体脂肪MSCs治疗MSA的潜力,结果显示该疗法安全且耐受性良好,在高剂量注射时可能会出现疼痛反应,治疗后患者病情恶化率明显降低且呈剂量依赖性。在此研究的基础上,该团队设计了一项Ⅱ期临床试验(NCT05167721),计划招募76例早期MSA患者,并随机分为接受MSCs和安慰剂治疗组,目前该研究正在进行中。
在MSA免疫调节治疗策略中,MSCs相关研究开展时间较早,研究数量较多,虽已取得阶段性成果,但该疗法在已有临床实践中暴露出的共性问题和潜在风险不容忽视。其中,安全性是决定其能否成功走向临床的首要因素。在自体MSCs临床试验中,有两项研究报道了动脉给药后患者出现脑缺血征象,另有一项研究报道了一起严重的药物不良反应事件,这提示即便是相对安全的自体MSCs,实际给药时的个体反应仍需得到重视。相较于自体MSCs,同种异体MSCs不受供体生理限制,或具有更广泛的应用前景,然而其引起的免疫排斥反应风险会制约其持久疗效,同时其对机体可能造成的潜在长期有害免疫反应亦需引起关注。此外,MSCs在体内形成异位组织及发生恶性转化的潜在威胁也是不容忽视的安全问题。因此,在实际应用前,全面评估上述风险是保障MSCs疗法安全性的重要前提。
除安全性外,疗效的不确定性和不稳定性是阻碍MSCs广泛应用的另一大瓶颈。根本原因之一是,MSCs作为一种细胞制剂,其药代动力学特性较传统化学药物更加复杂,而当前对该过程的认知相对有限,研究者往往难以掌控MSCs在患者体内的定位、迁移及最终命运。另一障碍在于MSCs作为生物源性产品,其本身即存在高度变异性,加之不同实验室的制造工艺差异很大,且关键质控指标界定模糊,使其始终不能规范化量产。以上两个因素直接导致MSCs难以像化学药物一样进行深入的机制验证及交叉研究比较,使得其根本疗效不能被确切证实和广泛认可。
总的来说,尽管MSCs在治疗MSA的研究中已取得一定进展,但目前其难以成为一种能被广泛应用的治疗模式。未来MSCs相关疗法的研究或应重点聚焦于阐明MSCs的药代动力学特征,并尽早建立规范化生产流程与质控标准,为进一步研究提供可靠且可重复的生物学制剂。此外,以小细胞外囊泡为代表的MSCs衍生物也是值得关注的研究方向,与MSCs相比,在保持疗效的同时,因其低免疫原性、临床易用性及规模化推广潜能,该疗法已成为一种极具前景的无细胞治疗策略。目前,人脐带MSCs来源的小细胞外囊泡(hUC-MSC-sEV-001)滴鼻剂(NCT06607900)与MSCs蛋白产物Aleeto(NCT06765733)治疗MSA患者的临床研究已经启动,旨在验证MSCs衍生物的疾病诊疗潜能。以上努力或将推动MSCs相关疗法转变为一种标准化、可信赖的临床治疗手段。
1.2 NR 通过口服NR来补充烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(nicotinamide adenine dinucleotide,NAD)被认为是一种具有神经保护疗效的方式。Hou等研究发现,经NR治疗的阿尔茨海默病转基因小鼠海马神经元DNA损伤减少,脑内神经炎症减轻,海马神经元凋亡减少及大脑SIRT3(一种NAD+依赖性线粒体去乙酰化酶)活性增加。来自挪威团队的一项Ⅰ期临床试验评估了NR疗法对PD患者的效果,结果显示口服NR可通过改变脑代谢模式等途径改善PD患者临床症状,同时发现NR组血清和脑脊液中多种炎症细胞因子水平显著降低,提示NR具有潜在的抗神经炎症作用。该团队主导了多项针对神经退行性疾病的临床试验,其中包括一项在MSA等非典型帕金森综合征患者中开展的NAD补充疗法的随机双盲试验(NCT06162013),这项Ⅱ期临床研究计划纳入165名MSA患者,这将为该疗法的临床应用提供证据。
1.3 EGCG EGCG可抑制α-syn聚集并降低其毒性,其他潜在作用机制包括减少氧化应激、铁螯合作用和促进大脑内神经营养因子的释放。一项Ⅲ期临床试验(NCT02008721)评估了EGCG治疗在MSA患者中的安全性、耐受性及其潜在的疾病修饰效果,结果显示,EGCG治疗未能显著减缓MSA患者的疾病进展,治疗组与安慰剂组间主要指标UMSARS运动评分变化差异无统计学意义;在安全性方面,EGCG总体耐受性较好,但部分患者出现肝毒性反应。
除上述疗法,目前还关注到另外两种具有潜在多靶点免疫调节作用的治疗方案已进入临床试验阶段,这或将为MSA的治疗提供新思路。其中,由人工智能辅助设计的YA-101具有双重调节机制,继在澳洲完成Ⅰ期临床试验评估其安全性和耐受性后,目前正在开展Ⅱ期临床研究;自体周围神经组织植入策略则另辟蹊径,旨在利用周围神经固有的再生能力为病变脑区内退化的神经元提供营养和支持环境。这些策略有望丰富MSA的多靶点免疫调节治疗选择。
二、固有免疫调节
2.1 Verdiperstat Verdiperstat(又称AZD3241或BHV-3241)是一种不可逆的髓过氧化物酶(myeloperoxidase,MPO)抑制剂。MPO是吞噬细胞产生活性氧过程中的关键酶,有研究者使用3-硝基丙酸诱导制备MSA小鼠模型,在3-硝基丙酸暴露之前和期间使用MPO抑制剂干预可抑制小鼠脑小胶质细胞激活,减少α-syn的细胞内聚集,保护多个脑区的神经元,并减轻小鼠的运动障碍。该研究团队进一步评估了AZD3241在晚期MSA小鼠模型中的治疗潜力,结果显示,在全面出现MSA病理改变的小鼠模型中,延迟开始治疗虽可减少小胶质细胞的活化和α-syn聚集,但不会改善小鼠神经元丢失或运动障碍。此外,有研究者还使用11C放射性标记合成法,验证了该药在非人灵长类动物中的脑部暴露情况,结果表明AZD3241可进入大脑发挥治疗作用。上述研究揭示了Verdiperstat治疗MSA的潜在机制,同时突出了早期应用的重要性。2015年Jucaite等进行的一项Ⅱ期随机、安慰剂对照、多中心PET研究评估了AZD3241对帕金森病患者小胶质细胞的影响,结果显示AZD3241治疗可显著降低PD患者脑内小胶质细胞标志物的表达,这为该药调控神经炎症的作用机制提供了直接影像学证据。2018年Tong等基于健康受试者的Ⅰ期研究(NCT00914303)和MSA患者的Ⅱ期研究(NCT02388295)数据开发了该药的群体药代动力学模型,这为后续临床开发中的药代动力学-药效学分析提供了支持。该药后由Biohaven公司接手并更名为BHV-3241,于2019年7月开始招募MSA患者进行国际多中心Ⅲ期临床试验(NCT03952806),主要指标包括第48周改良版UMSARS评分相对于基线的变化及出现突发不良事件和严重突发不良事件的人数,次要指标包括临床总体印象改善、生活质量及UMSARS各部分评分;2020年12月开始进行的另一项早Ⅰ期临床试验使用靶向小胶质细胞活化标志物的新型PET配体来评估Verdiperstat控制MSA受试者脑内神经炎症的能力(NCT04616456)。遗憾的是该公司后续在新闻稿中宣布Verdiperstat治疗在主要指标和关键次要指标上均未显示出阳性结果。
2.2 米诺环素 米诺环素是第二代四环素,可通过血脑屏障,在多种神经退行性疾病和缺血动物模型中有神经保护作用。一项Ⅲ期临床试验(NCT00146809)旨在评估米诺环素对MSA帕金森型患者的治疗效果,结果显示治疗组和安慰剂组患者在第24周和第48周时运动功能均显著恶化,两组在UMSARS第二部分和第三部分评分变化上差异无统计学意义,且该药未能改善患者生活质量;对部分患者进行PET检查显示,米诺环素组3例患者小胶质细胞激活增加幅度低于安慰剂组,其中2例患者示踪剂结合率下降,这些数据初步提示米诺环素可能会干扰小胶质细胞激活,但其确切作用仍需进一步验证。三、适应性免疫调节
3.1 静脉注射免疫球蛋白 免疫球蛋白可通过调节T细胞介导免疫反应的关键步骤等机制发挥抗炎特性。一项Ⅱ期临床试验(NCT00750867)评估了静脉注射人免疫球蛋白治疗MSA的安全性和耐受性,研究共纳入9例患者,其中2例因非威胁性皮疹退出研究。结果显示,治疗后所有受试者USMARS第一部分评分均显著改善,5例受试者USMARS第二部分评分显著改善,1例无变化,1例恶化;然而,基于3T磁共振磁化准备快速采集梯度回波序列的脑灰质与白质体积定量分析结果显示,受试者治疗前后比较差异无统计学。尽管目前研究提示该疗法可能改善MSA患者的神经功能,但受限于样本量小,有关静脉注射免疫球蛋白的确切疗效尚需进行更大规模的随机对照研究验证。
3.2 Foralumab Foralumab是一种抗CD3单克隆抗体,以鼻腔喷雾剂的形式给药,研究显示该药能诱导免疫反应,包括调节效应CD8+T细胞功能和诱导调节性T细胞反应。动物实验发现,通过鼻腔给予阿尔茨海默病小鼠CD3单克隆抗体可减少小胶质细胞活化并改善小鼠认知,并发现小鼠部分脑区氧化应激减少、轴突生成和突触组织增加、代谢发生变化,其保护作用可能与T细胞在大脑中的积累有关,在脑中这些T细胞与小胶质细胞产生紧密联系。此外该药还被用于治疗新型冠状病毒感染,结果显示该药可能对治疗免疫亢进和清除肺部浸润有益,且患者的药物耐受性良好。以上研究表明Foralumab具有免疫调节功能。近来一项Ⅱ期临床试验(NCT06868628)将评估该药对MSA患者小胶质细胞激活的影响、药物的安全性和临床应用效果,这将为该药用于MSA治疗提供依据。
目前针对MSA免疫调节治疗的药物/手段见表1。
表1 MSA的免疫调节药物/疗法汇总
注:MSA,多系统萎缩;MSCs,间充质干细胞;NR,烟酰胺核糖苷;EGCG,表没食子儿茶素没食子酸酯;α-syn,α-突触核蛋白;NLRP3,核苷酸结合寡聚结构域样受体蛋白3;NMDAR,抗N-甲基-D-天冬氨酸受体;MPO,髓过氧化物酶。
综上所述,尽管对MSA免疫调节治疗的探索已取得一定进展,但其临床转化仍深受多个共性难题制约。首先,对炎症在MSA发生发展过程中的精确角色认知不清是亟待解决的根本挑战,当前研究尚不能阐明炎症究竟是突触核蛋白异常积累的始动因素,还是神经组织变性的伴随结果,亦或是疾病进展的重要推手。这种因果关系的不确定性将直接影响药物开发过程中靶点选择、治疗时间窗把握等多个关键环节。其次,一方面,部分疗法的证据链条存在缺口,这或许源于某些疗法的临床前研究基础薄弱或透明度不足;另一方面,对于MSCs等复杂生物制剂,尽管相关研究开展时间较早,但从生产到应用的各个环节仍未有标准化的评价体系,导致这类研究成果始终难以获得广泛认可。第三,MSA复杂的病理网络或难以被单一靶点攻克,针对炎症进行免疫调节这一相对孤立的治疗策略恐难竟全功。故未来研究或应以揭示疾病机制为基础,同时注重构建创新药物的研发、生产与评价体系,并尝试多机制药物联合应用,以靶向MSA复杂的病理生理过程。虽然MSA免疫调节治疗策略的研发仍面临重大挑战,但通过共同努力,免疫调节或将为MSA患者带来曙光。