肯尼迪病患者多于中年起病,Atsuta 等随访的 223 例患者中,出现肢体无力的平均年龄是 44 岁;出现构音障碍的平均年龄是 50 岁;饮水呛咳的平均年龄是 54 岁;需要拄拐行走的平均年龄是 59 岁;需要坐轮椅的平均年龄是 61 岁;15 例死亡患者的平均年龄为 65 岁,死因主要为肺部感染和呼吸衰竭。
可见,肯尼迪病虽进展缓慢,但在疾病发展过程中会导致患者生活质量严重下降,最终威胁患者的生命。根据肯尼迪病的病因和发病机制,寻找有效的能够延缓或阻止病情进展的治疗方法,是近年来许多科学家研究的热点课题。文中就已发表的有关肯尼迪病治疗的临床研究作一简要介绍。
一、肯尼迪病的病因和发病机制
(一)病因
肯尼迪病的病因是位于 Xqll-12 的雄激素受体(androgenreceptor,AR)基因第一外显子一段 CAG 重复序列异常延长,健康人群 CAG 重复序列的数目为 9—36 次,而肯尼迪病患者为 38~62 次。CAC 重复序列数目增多导致其编码的一段多聚谷氨酰胺链 (polyglutaminetract,PolyQ) 延长。
截至目前,已发现 9 种 PolyQ 疾病,分别是脊髓小脑共济失调(spinocerebellarataxias)l 型、2 型、3 型、6 型、7 型、17 型;亨廷顿舞蹈病(Humtington'sdisease);齿状核红核苍白球丘脑下部核萎缩(dentatorubralpallidoluysianatrophy)和肯尼迪病。
这类疾病具有某些相似的特点:多为成人起病;均导致神经系统变性;均有遗传早现现象;在神经细胞胞质或细胞核内均可见异常蛋白的积聚。
(二)发病机制
AR 是一种配体门控的目的 DNA 转录调节因子。在与它的配体——睾酮结合前,AR 位于胞质内,并与分子伴护蛋白形成稳定的结合。当睾酮与 AR 结合后,导致其位移人细胞核内并与目的 DNA 结合发挥转录调节作用。其生理功能包括维持男性的生育能力、性能力和第二性征。
关于肯尼迪病的发病机制,目前尚无定论。最早的观点认为,肯尼迪病患者常有不育症、男性乳腺发育等症状,因此推测 AR 基因突变后,导致 AR 蛋白功能减退。但对突变 AR 蛋白的功能分析表明,其激素结合能力、位移能力以及生理功能与正常受体无异。而且对肯尼迪病转基因鼠予以雄激素治疗不但不会使病情好转,反而会导致肌无力症状加重。
1998 年,Li 等在肯尼迪病患者残存的运动神经元内发现异常的核内包涵体。免疫组织化学研究表明,包涵体的主要成分为断裂的 AR 氨基端。这些包涵体无法降解,这可能是导致神经元凋亡的原因。睾酮可加速突变 AR 的核移位。
对肯尼迪病转基因鼠给予药物或手术去势治疗后其肌无力症状可获得戏剧性好转,体重增加,寿命恢复至正常,运动神经元内的核包涵体显著减少,达到临床治愈的效果。
2003 年和 2005 年,Adachi 等相继在 SBMA 转基因鼠和肯尼迪病患者细胞中发现广泛分布的突变 AR 蛋白寡聚体。这些寡聚体的长度在 300~600nm,它们不仅存在于细胞核中,也存在于细胞质中;不仅存在于运动神经元中,也存在于其他神经元和内脏细胞中。这种病理现象要远比核包涵体更为常见,且和 CAG 重复序列数目相关。
扩张的 PolyQ 通过氢键形成了反向平行折叠的 B 一条带,从而构成寡聚体。目前认为,突变 AR 蛋白寡聚体弥漫性核积聚和胞质积聚是与肯尼迪病临床表现密切相关的最重要的病理改变。
二、肯尼迪病的治疗药物及临床研究
(一)醋酸亮丙瑞林
依据肯尼迪病的发病机制及动物实验结果,药物去势治疗成为临床研究的热点。醋酸亮丙瑞林(leuprorelinacetate),是一种促黄体激素释放激素衍生物,可抑制垂体释放促性腺激素,抑制睾丸释放睾酮,达到药物去势的目的。其微球制剂为缓释剂型,常用剂量为 3.75mg/28d,皮下注射,可长期维持血中极低的睾酮水平。
作为前列腺癌的治疗药物,醋酸亮丙瑞林已上市多年,长期的临床实践表明,其安全性和耐受性良好,主要不良反应为性能力的丧失。
2009 年,Banno 等发表了首个醋酸亮丙瑞林治疗肯尼迪病的Ⅱ期临床研究。研究采用随机双盲安慰剂对照设计:50 例患者被随机分为 2 组,分别接受醋酸亮丙瑞林皮下注射或安慰剂治疗,疗程共 48 周。在治疗结束并揭盲后,不管治疗组还是对照组患者,都可选择继续使用醋酸亮丙瑞林 96 周。
研究结果显示,与对照组相比,治疗组患者阴囊皮肤核内的包涵体显著减少,患者环咽肌开放时间延长。持续接受亮丙瑞林治疗 144 周的患者,其功能评分及吞咽指标均好于对照组。此研究结果表明,使用亮丙瑞林可通过抑制肯尼迪病的病理过程来延缓患者运动功能的恶化。
在此基础上,2010 年,Katsuno 等发表了 JASMITT 研究。这是首个醋酸亮丙瑞林治疗肯尼迪病的大样本多中心随机双盲安慰剂对照研究,共纳入 199 例患者,随机分为治疗组和对照组。
治疗组接受醋酸亮丙瑞林皮下注射 11.25 mg/12 周,总疗程为 48 周,首要评价指标是吞咽钡餐时的钡残留量,残留量越少,代表吞咽功能越好。结果显示,治疗结束与开始时相比,治疗组患者钡残留量减少 5.1%,而对照组增加 0.2%,但两组间差异无统计学意义。
亚组分析表明,病程小于 10 年的患者,钡残留量的减少与对照组相比差异有统计学意义。这一结果虽然从整体上未支持亮丙瑞林的疗效,但似乎说明越早使用亮丙瑞林,患者受益越多。
2013 年,Yamamoto 等的一项小样本前瞻性开放式研究结果显示,长期使用亮丙瑞林——平均疗程 3.5 年,并不能使患者下肢近端肌力得到改善。但其中基线时力量较好或病程 <6 年的患者,肌力下降的幅度较小。
此外,国内外还有一些开放性研究显示,醋酸亮丙瑞林可延缓肯尼迪病患者病情进展。现有的数据表明,亮丙瑞林在动物实验中对肯尼迪病有非常好的治疗效果,但在人体研究中,似乎不如动物研究效果显著。即使如此,仍有证据显示其可延缓病情进展。
我们认为,动物实验与人体研究差异的原因可能在于:人体内环境和动物内环境有所区别;动物研究和人体研究的绝对周期一般都是 48 周,但相对周期人体要短得多;人体代偿能力很强,当出现肌无力等临床症状时,已有相当数量的运动神经元变性凋亡,这些神经元是无法再生的,而药物只能保护尚未凋亡的神经元,这也是为何用药越早效果越好的原因;JASMITT 研究的评价指标过于单一,只用钡餐试验评价患者的吞咽功能,而肯尼迪病患者早期主要是肢体近端功能受累,晚期才影响吞咽,因此从试验设计上很难完全反映亮丙瑞林的整体疗效。
总之,虽然结果不一,但迄今为止,醋酸亮丙瑞林仍是临床证据最多的治疗肯尼迪病的药物。未来仍需要更大规模、评价指标更加全面的随机双盲对照研究来评价其疗效。
(二)度他雄胺
度他雄胺是一种 5α还原酶双重抑制剂,可抑制 5α还原酶将睾酮转变为双氢睾酮。使用度他雄胺后,体内双氢睾酮的浓度可降低 90%,临床用于治疗前列腺增生和男性脱发,主要的不良反应是性欲减退。
2011 年,Fernandez-Rhodes 等发表了度他雄胺治疗肯尼迪病的单中心随机双盲安慰剂对照研究。此项研究共纳入 50 例患者,最终完成 44 例,将其随机分为治疗组和对照组,治疗组每天口服度他雄胺 0.5mg,治疗周期共 24 个月。基本评价指标是定量肌肉评估(QMA)。
结果显示,治疗结束时,对照组患者与治疗前相比 QMA 下降 4.5%,而治疗组则增加 1.3%,但两组间差异无统计学意义。次级评价指标包括肌酶、肌力、运动神经传导、日常生活能力等治疗前后的改变在两组间差异均无统计学意义。
该研究未显示度他雄胺对肯尼迪病具有治疗作用。其原因可能在于:样本量过小;治疗周期较短;双氢睾酮是睾酮的代谢产物,抑制 Sa- 还原酶并不能降低体内睾酮水平。
(三)克伦特罗
克伦特罗是一种人工合成的β2- 肾上腺素受体激动剂,曾用于治疗动物和人的阻塞性支气管哮喘。克伦特罗具有较强的促进肌肉合成和降解脂肪作用,长期较大剂量使用克伦特罗可增加蛋白质合成,减少脂肪储存,促进各种动物的肌肉生长,增加瘦肉率,因此,也被俗称为“瘦肉精”。
克伦特罗的毒性作用较大,急性中毒可导致心动过速,肌肉痉挛、腹泻等,严重时可致昏迷和癫痫;慢性中毒可导致心肌损害、生殖腺异常。
2013 年,Querin 等发表了一项克伦特罗治疗肯尼迪病的小样本开放式研究。研究采用自身对照方式,共纳入 16 例患者,给予患者口服克伦特罗 0.04mg/d,治疗周期为 12 个月。结果显示,克伦特罗可提高患者 3 个月和 12 个月的 6min 步行能力约 12%,但不能使肌力和肌萎缩侧索硬化功能等级量表评分获得改善,还导致血中肌酶水平明显增高。
这是除醋酸亮丙瑞林之外另一项获得阳性结果的药物,但此研究可能存在如下问题:开放式设计,样本量小;理论上,克伦特罗对肯尼迪病的发病机制并无影响,只是被动增加肌肉合成,因此难以延缓病情进展;步行试验受情绪等主观因素影响较大,相对客观的肌力评分和量表评分则显示治疗前后无明显差异;肌酶的增高说明肌肉破坏程度可能加重。结合其毒性作用较大,我们认为,克伦特罗对肯尼迪病的治疗效果,尚需要更大规模的随机双盲对照研究进行评估。
三、肯尼迪病治疗的研究方向
尽管雄激素抑制治疗在动物实验中效果显著,但在临床研究中并未取得类似疗效,其他已进行过临床研究的药物效果也均有限。令人欣喜的是,随着人们对肯尼迪病发病机制的认识不断深入,针对各环节的治疗药物不断涌现,为未来的临床试验提供了可能。
线粒体功能异常参与到各种神经变性病的发病机制中。有研究表明,培养的表达突变 AR 的细胞系,其细胞内活性氧增加,线粒体膜呈去极化状态。包括辅酶 Ql0 和艾地苯醌在内的抗氧化剂可阻止这一过程。
细胞降解清除异常蛋白的 2 个重要途径是泛素.蛋白酶体系统(ubiquitin.proteasomesystem,UPS)和溶酶体介导的自噬作用。多种热休克蛋白(heatshockprotein,Hsp),包括 Hsp40 和 Hsp70 的过表达,可通过 UPS 途径清除突变的 AR。
肯尼迪病转基因动物实验表明,替普瑞酮可增加 Hsp70、Hsp90 和 Hsp105 的表达,抑制细胞凋亡,改善动物的活动能力。单纯的 Hsp90 抑制剂 -17AAG,可通过 UPS 途径促进包括突变 AR 在内的 Hsp90 结合蛋白的清除降解。
动物实验表明,17AAG 可增加突变 AR 的降解、减少运动神经元变性、延长肯尼迪病转基因鼠的生存期。自噬是与 UPS 密切相关的另一种清除异常蛋白的途径,有研究表明,雷帕霉素可增加细胞的自噬作用。AR 是目的 DNA 转录调节因子,阻断 AR 与转录共调因子间的相互作用是另一个治疗靶点。
动物实验表明,ASC-J9 可阻断 AR 与共调因子的相互作用,可显著改善肯尼迪病转基因鼠肌无力的症状。突变 AR 的结构异常及寡聚体的形成被认为是导致细胞凋亡的重要机制。
某些小分子物质,例如天然存在的渗透物,具有抑制蛋白反向折叠的功能,从而抑制突变 AR 寡聚体的形成。尽管尚缺乏动物实验的支持,但这将是未来肯尼迪病治疗研究的一个重要方向。
综上所述,有关肯尼迪病治疗的临床试验,其作用机制主要是抑制患者体内雄激素水平。从已完成试验的结果来看,虽然有证据表明雄激素抑制治疗可延缓病情进展,但效果并不显著。
我们认为,在现有的临床证据下,在患者充分知情同意的原则下,对于病程较短、病情较轻的患者,可以给予雄激素抑制治疗。未来,随着人们对肯尼迪病发病机制研究的不断深入,将有针对发病机制中不同靶点的大量药物涌现并逐步用于临床研究阶段。预计在 10~20 年内,有关肯尼迪病的治疗药物,将会有全新的突破。