帕金森病及亨廷頓病治療進展綜述

摘要：有關帕金森病（PD）和亨廷頓病（HD）細胞功能障礙和死亡的通路已取得了許多重要的進展，這些進展或來自於屍檢，或來自遺傳學研究，包括線粒體功能障礙，氧化應激，激酶途徑，鈣調節異常，炎症，蛋白質處理以及朊蛋白樣過程。這些機制均參與兩種疾病的發生，提供了延緩疾病進展可能的干預策略分子靶點。

在該綜述中，研究者回顧了 PD 和 HD 神經保護治療策略的最新進展，以及未來探索的潛在靶點。儘管需要克服許多障礙，尤其是臨床研究方面；但研究者仍指出了未來研究的一些方向。

對於 PD，這些治療靶點藥物包括改善線粒體功能或增加缺陷線粒體降解的藥物，激酶抑製劑，鈣離子通道阻滯劑以及干預α突觸核蛋白的一些方法；對於 HD，治療策略可能有：直接針對線粒體能量轉運，預防蛋白質功能失調，干擾亨廷頓蛋白和 p53 之間相互作用減少凋亡，或在核酸和蛋白水平干擾突變的亨廷頓蛋白表達等。

疾病簡介

帕金森病是一種常見的神經退行性疾病，其年齡校正後的發病率為 13.5-13.9/10 萬人年，年齡相關的患病率為 115 例 /10 萬人。儘管已有的治療方法對疾病的運動癥狀療效較好，但其晚期階段的殘疾大部分與非運動癥狀相關，比如跌倒，凍結，痴獃等，這些通過多巴胺能藥物治療並不能得到很好的控制。

亨廷頓病是一種遺傳性的神經退行性疾病，全球患病率約為 5-10 例 /10 萬人，有地區差異性，患病人數最多的地區為歐洲西部，亞洲和美洲較少。目前該病的治療方法很有限，一些早期的治療方法僅能控制運動過多和精神癥狀，但不能改變疾病的病程。

在 PD 和 HD 患者中，進行性的神經退行性變導致患者出現嚴重殘疾，降低了患者生活質量，縮短預期壽命。亟需延緩和預防疾病進展的治療措施。最近的研究明確了一些新的通路可能作為神經保護性藥物開發的新靶點。在本綜述中，總結了最有希望的幾種神經保護性藥物干預靶點。

帕金森病：挑戰及應對

目前癥狀性治療 PD 的藥物僅能改善患者運動癥狀（圖 1），但疾病的進展不可逆轉，患者最終會出現許多非運動癥狀，導致嚴重殘疾。開發神經保護性治療藥物的關鍵目標在於能夠延緩疾病的進展，全面覆蓋運動和非運動癥狀。疾病的不同階段可能出現不同的神經變性的過程，在這四個階段都可以進行干預（圖 2）。

（圖 1. 帕金森病現有的和可能的治療藥物）

第一個階段，細胞的遺傳成分和環境決定了其生化特性和是否會容易發生神經變性——這個階段稱為分子前驅癥狀期；隨著時間的推移，這些分子缺陷可能會影響細胞功能，但不足以導致功能障礙，因為細胞有自身代償的能力；; 當代償機制失敗後會出現臨床和病理性前驅癥狀，稱為功能障礙期；最後階段出現明顯的神經變性和臨床癥狀。

（圖 2. 帕金森病分子病理學：四個階段）

目前一些臨床試驗在研究 PD 的神經保護性藥物，但這些試驗在設計方面有很大的局限性，因其研究人群存在異質性，且混淆了癥狀性治療作用和疾病修飾治療作用。

目前許多研究都使用遺傳學定義的人群（比如 LRRK2 或者葡糖腦苷脂酶 (GBA) 突變基因攜帶者）或者癥狀前期人群（比如 PD 高風險人群）進行神經保護性藥物干預研究，以此來減少人群的變異性。新的神經保護藥物研究已經能夠區分癥狀性治療效果和疾病修飾治療效果。

亨廷頓病：挑戰及應對

不像 PD，HD 目前無有效的特異性治療，一些癥狀性治療僅能改善運動過多和精神癥狀。HD 是由於編碼亨廷頓蛋白的基因外顯子 1 中高度多態性的 CAG 三核苷酸重複擴增所致。與 PD 相比，在 HD 的癥狀前期就可以通過基因學測試明確突變的亨廷頓蛋白的攜帶者，從而立即實施神經保護性策略。

儘管這個想法看起來很直接，但實際也是有局限性的，因為該病的自然病程尚不清楚。HD 的癥狀前期可持續長達 10-20 年，在該段時間內，腦內發生損害，但為亞臨床事件，直到疾病的癥狀出現，才能被診斷；而疾病的癥狀前期是干預的最佳時期。

神經保護作用靶點

一些減緩 PD 和 HD 神經變性的藥物干預靶點正在研發中。有些為單分子機制，有些為多通道或多基因，多蛋白機制。不同的機制適用於疾病不同階段和不同人群（圖 3）。

例如，LRRK2 激酶抑製劑和 GBA 蛋白調節劑適用於第一階段人群，而改善線粒體功能，抗炎，抗氧化應激的藥物適用於第二階段；到第三階段可能需要多功能和多靶點方法進行細胞功能重建，到疾病晚期（第四階段）可能需要細胞移植或者生長因子的直接腦內注射。

（圖 3. 可能的神經保護性治療策略）

線粒體功能障礙和氧化應激通路

過氧化物酶體增殖因子活化受體γ(PPAR-γ) 共激活因子 -1α（PGC-1α）是一種重要的線粒體功能調節物，可上調線粒體生物合成。一些 PPAR- γ的激活物已用於糖尿病的治療（羅格列酮等）。

一項採用吡格列酮治療早期 PD 的臨床研究正在招募中。白藜蘆醇和苯扎貝特（另一種 PGC-1α激動劑）在動物研究中顯示保護作用。然而，也需要仔細評估增強線粒體合成的策略，以避免增加缺陷線粒體的含量。

越來越多的研究關注於胰高血糖素樣肽 1（GLP-1）的作用，其來源於小腸 L 細胞。GLP-1 以及較長半衰期的 GLP-1（艾塞那肽，EX-4）已被用於治療糖尿病。GLP-1 和 EX-4 可促進細胞生長，增加線粒體合成，減少凋亡，並具有可能的抗炎作用，儘管確切的作用機制不明確。一項有關艾塞那肽的開放標籤的 PD 研究剛剛完成。

此外，parkin 以及 PINK1 基因突變減少線粒體轉運以及呼吸鏈蛋白。受損的呼吸鏈蛋白或者線粒體導致能量生成缺陷。線粒體功能的損害還會進一步導致突觸功能障礙，逆行影響軸突發生神經變性。PD 中自噬蛋白表達減少也進一步支持自噬通路在發病中的作用。增強缺陷線粒體清除功能的治療可能改善及恢複線粒體功能。

在 HD 中，體內和體外研究均顯示突變的亨廷頓蛋白對線粒體功能產生有害作用。亨廷頓蛋白直接作用於線粒體損害鈣穩態，減少膜電位，其還會間接影響線粒體融合 - 分裂平衡，減少呼吸鏈複合體 II 和 III 的活性，通過抑制 PGC-1α表達，影響線粒體合成功能。另外，還可增加 NMDA 受體活動，導致線粒體功能障礙。

鈣處理

鈣穩態，受體活性以及鈣激活氧化應激均與 PD 的發病機制相關，可能作為治療干預的潛在靶點。證據顯示隨著時間推移，黑質多巴胺能神經元從鈉通道依賴轉變為 L 型鈣通道 (Ca[v]1.3) 依賴，Ca[v]1.3 會產生線粒體介導的氧化應激，鈣通道阻滯劑可能阻斷毒性作用導致的損害，起到神經保護作用。選擇性 Ca[v]1.3 阻滯劑已在開發中，可能作為一種新型的 PD 疾病修飾治療方法。

激酶途徑

一些觀察性研究顯示磷酸化途徑在 PD 的發病中十分重要，可能作為藥物開發的靶點。α- 突觸核蛋白絲氨酸 129 位點（S-129）磷酸化是路易小體蛋白的主要成分，Ala53Thr α- 突觸核蛋白突變導致家族性 PD，增加 S-129 磷酸化數量，後者可改變多巴胺轉運體功能，增加多巴胺能神經元毒性，進一步引起氧化應激損傷。

LRRK2 基因突變可導致家族性或散發性 PD。LRRK2 是一種含有 GTP 酶活性的大型多功能蛋白激酶，LRRK2 基因突變導致其發生自身磷酸化。LRRK2 激酶抑製劑已在開發中，為研究是否預防自身磷酸化的過程就可以改變 LRRK2 有害作用提供了機會。開發 LRRK2 激酶抑製劑對於治療 LRRK2 基因突變攜帶者這樣的亞組人群是十分吸引人的研究方向，已有研究顯示其在多能幹細胞中的毒性預防作用。

蛋白處理過程的改變

阻止和清除不需要的蛋白質是 PD 神經保護治療藥物研發的另一個方向。不需要的蛋白質在體內一般是通過泛素蛋白酶體或自噬 - 溶酶體系統進行清除，這兩種機制的缺陷均參與 PD 的發病。

α- 突觸核蛋白是 PD 中聚集的最主要蛋白，其通過聚集形成寡聚體而產生神經毒性作用。其產生毒性作用循環，即毒性寡聚體形成，聚集；繼發性抑制泛素蛋白酶體以及溶酶體系統；進一步導致蛋白質聚集，最後引起細胞死亡。

α- 突觸核蛋白可通過體內和體外途徑轉染至未受累的神經細胞中。近期研究發現將錯誤摺疊的α- 突觸核蛋白注射進入非轉基因野生型小鼠紋狀體內，可誘導其發生行為異常和路易體病理變化。

而無α- 突觸核蛋白的小鼠體內沒有觀察到這種情況，這表明α- 突觸核蛋白可能通過類似於朊病毒樣過程，在體內作為模板不斷地促進錯誤摺疊蛋白的生成。這些可作為神經保護性藥物開發的新靶點（圖 4）。

（圖 4. 干預蛋白質處理過程的治療策略）

這些新的靶點包括上調熱休克蛋白（HSP），HSP 可促進錯誤摺疊的蛋白進入泛素蛋白酶體或自噬 - 溶酶體系統進行清除。實驗性上調 HSP 的藥物如格爾德黴素（geldanamycin）可抑制α- 突觸核蛋白聚集，減少神經變性，但這種藥物可能具有肝毒性。

另一種方法是干擾泛素蛋白酶體或自噬 - 溶酶體系統。一項最近的研究強調了溶酶體葡糖腦苷脂酶（GCase）與α- 突觸核蛋白聚集之間的相互作用。GCase 是由葡糖腦苷脂酶（GBA）基因編碼，GBA 基因突變是 PD 的一個已知危險因素，導致 GCase 水平下降，α- 突觸核蛋白聚集增加。反之，如果通過可進入腦內的小分子伴侶蛋白增強 GCase 活性，則可能降低α- 突觸核蛋白水平（圖 5）。

（圖 5. 葡糖腦苷脂酶與α- 突觸核蛋白之間的相互作用）

類似地，諸如雷帕黴素等促進自噬發生和蛋白質清除作用的藥物也具有神經保護作用，其他的方法還包括糖皮質激素類藥物可幫助異常蛋白清除，阻止蛋白質進一步聚集和細胞死亡。

另一種可能的靶點是減少毒性α- 突觸核蛋白寡聚體和澱粉樣蛋白聚集的數目。治療的方法包括激酶抑製劑，抑制泛素系統的藥物，可直接與α- 突觸核蛋白結合的多酚類物質，單克隆抗體免疫治療和疫苗可減少寡聚體水平。一項研究α- 突觸核蛋白靶向治療藥物 AFFITOPE 疫苗的臨床試驗（AFFiRiS）最近剛剛啟動。

此外，白細胞翻譯起始因子（eIF2α-P）亞單位的磷酸化上調錯誤摺疊蛋白數量增加的反應，而也已證實在 PD 中該種因子的水平增加，因此促進去磷酸化的藥物有可能具有神經保護作用。

減少野生型α- 突觸核蛋白的表達，或者基因敲除技術也可預防其聚集和發生神經變性。因此使用 RNA 干擾（RNAi）或反義寡核苷酸減少α- 突觸核蛋白是目前研究的一個焦點。抑制α- 突觸核蛋白基因轉錄的藥物也是潛在的靶點之一。

然而，以上所有的方法尚沒有在 PD 患者中正式進行過研究，需要進一步行大量臨床前研究明確最有希望的複合物，檢測其安全性和療效。

亨廷頓病

亨廷頓病的神經病理性特徵是出現神經元核內包涵體以及胞漿內錯誤摺疊的突變亨廷頓蛋白的聚集。因此，出現了一些旨在動物模型中減少亨廷頓 mRNA 表達或蛋白質數量的治療策略。

第一項策略就是減少亨廷頓突變基因的表達。在亨廷頓病小鼠模型中阻斷亨廷頓基因表達可改善行為學癥狀，減少腦內包涵體；更加與臨床相關的方法包括通過病毒載體直接進行腦室內注射。也有針對 CAG 重複序列開發的反義寡核苷酸可減少突變亨廷頓基因的表達。採用反義寡核苷酸進行亨廷頓病治療的 I 期研究正在計劃中。另外還有針對單核苷酸多態性的研究。

第二項策略是採用抗體碎片中和異常蛋白質，這些抗體也稱為胞內抗體（納米抗體），這些抗體長度很短，沒有炎性 Fc 段。多個重組單鏈 Fv(scFv) 抗體片段可選擇針對亨廷頓基因外顯子 1 突變部位進行干預，一些針對不同突變蛋白片段的抗體正在不同的研究階段中。

第三項策略是增強不需要蛋白質的清除。polyQ 結合肽 1 可在體抑制亨廷頓蛋白錯誤摺疊和聚集，抑制果蠅模型的神經變性過程。其對 HD 的小鼠模型也有作用，其他一些小分子肽類也正在開發中。但這些研究策略尚沒有在 HD 患者中進行研究。

生長因子

生長因子是作用於膜受體的蛋白質，可通過激活保護性信號（例如磷酸肌醇 3- 激酶 /AKt 以及細胞外信號調節激酶）促進細胞生長，改善細胞活力。膠質細胞源性生長因子（GDNF）家族可作用於酪氨酸激酶受體（RET）以及 GFRα受體，實驗室研究顯示其可以保護多巴胺能神經元免於多種毒性物質的損傷。然而，臨床雙盲研究將生長因子直接腦室內注射或者通過導管注射進入殼核的方法均顯示無臨床獲益。

另一項雙盲研究將生長因子 neurturin 的基因轉導至殼核以及黑質紋狀體部位，也顯示沒有臨床獲益。這些結果可能是由於目標區域分布不足，或者殼核至黑質紋狀體通路受損以及α突觸核蛋白誘導的 Nurr1 或者 RET 受體下調所致。

中和亨廷頓病的細胞凋亡

儘管細胞凋亡可能是 PD 和 HD 共同的終末通路，但最近的研究顯示了針對 HD 促凋亡通路的價值——而這一方法在 PD 研究中某種程度上已經終止了，特別是自從 CEP-1347 治療策略失敗之後，CEP-1347 是一種半合成的混合激酶連接家族的抑製劑。HD 中神經元細胞死亡與神經凋亡密切相關，特別是與固有的線粒體凋亡通路的啟動相關。

在 HD 患者和疾病動物模型的紋狀體神經元中，凋亡細胞死亡標誌物均是激活狀態。比如，在 HD 患者的腦內，半胱天冬氨酸酶被激活，細胞色素 C 從線粒體釋放進入細胞質內。突變的亨廷頓蛋白更多地與 p53 結合，導致核內 p53 表達上調，最終導致下游 p53 靶點數量增加，這些靶點是凋亡級聯反應中的關鍵因素。這些研究發現提供了新的可能的治療靶點，比如干預突變的亨廷頓蛋白與促凋亡蛋白之間的相互作用。

結語

儘管帕金森病和亨廷頓病在治療方面取得了許多進展，但仍有很多患者最終要發展為不能耐受的殘疾和早期死亡。在藥物開發中，延緩或阻止疾病進展，預防殘疾的神經保護性治療仍是最主要的。儘管目前尚沒有任何可靠的具有神經保護作用的藥物，但我們對於病因病理機制的深入理解已經明確了一些有希望的治療靶點。

隨著更接近於疾病病理情況的動物模型的研發，以及旨在延緩臨床進展的藥物臨床研究設計的優化，希望在未來的二十年中能夠取得神經保護性藥物研究的突破。