編者按:2017年是英國醫(yī)生詹姆斯·帕金森第一次發(fā)表帕金森?。≒D)癥狀描述的200周年。雖然很久以來,醫(yī)生們能夠診斷這種疾病,但是PD療法的第一個突破出現(xiàn)在上世紀(jì)60年代,左旋多巴(levodopa)在PD患者中第一次表現(xiàn)出臨床療效。自從左旋多巴問世以來,它一直是控制PD癥狀的主要療法。左旋多巴的作用是彌補(bǔ)PD患者中多巴胺信號通路的缺陷,但是這種療法的療效隨著疾病的加重逐漸減弱,而且會帶來各種副作用。在過去十年里,研究人員開始發(fā)掘PD的其它療法。近日《Nature Reviews Drug Discovery》期刊上發(fā)表的一篇綜述對這些治療PD的新策略進(jìn)行了盤點。在今天的這篇文章中,藥明康德微信團(tuán)隊將跟各位讀者分享這些治療PD的新策略。
▲帕金森病的疾病研究和醫(yī)療發(fā)展歷史(圖片來源:參考資料[1])
PD疾病發(fā)生機(jī)理
PD是一種與年齡相關(guān)的神經(jīng)退行性疾病,患者大腦黑質(zhì)(substantia nigra)中的多巴胺神經(jīng)細(xì)胞隨著時間的推移逐漸死亡。這導(dǎo)致了PD最經(jīng)典的癥狀:靜止性震顫和肢體僵硬。除了多巴胺系統(tǒng)功能下降以外,PD患者在其它類型的神經(jīng)通路中也出現(xiàn)異常,這些神經(jīng)通路包括膽堿,血清素,谷氨酸和去甲腎上腺素通路。PD的疾病發(fā)生機(jī)制非常復(fù)雜,導(dǎo)致神經(jīng)元死亡的分子機(jī)制還沒有被完全澄清,但是科學(xué)研究已經(jīng)幫助發(fā)現(xiàn)了與PD病理學(xué)相關(guān)的多條通路。其中主要的致病因素包括:
α-突觸核蛋白聚集:α-突觸核蛋白在體內(nèi)以多種構(gòu)象存在,它們之間的動態(tài)平衡受到包括氧化應(yīng)激,轉(zhuǎn)譯后蛋白修飾,脂肪酸、磷脂和金屬離子濃度等因素的調(diào)控。這些因子之間的平衡控制著α-突觸核蛋白的水平和聚集程度。當(dāng)α-突觸核蛋白從可溶單體相互結(jié)合變?yōu)椴豢扇艿牡矸蹣映练e時,它們會產(chǎn)生神經(jīng)毒性。有研究表明折疊錯誤的α-突觸核蛋白能夠像朊病毒一樣在不同細(xì)胞之間傳播,并且在新的細(xì)胞里可以導(dǎo)致內(nèi)源α-突觸核蛋白發(fā)生聚集。因此,在很少數(shù)量細(xì)胞中α-突觸核蛋白的錯誤折疊可能逐漸傳播到其它大腦區(qū)域。
線粒體功能失常:線粒體呼吸鏈中復(fù)合物1的功能失常會導(dǎo)致膜電位變化,擾亂鈣離子的平衡和細(xì)胞色素C的釋放。
氧化應(yīng)激:與線粒體功能失常密切相關(guān),黑質(zhì)中的多巴胺神經(jīng)元對氧化應(yīng)激尤其敏感。線粒體功能失常和氧化應(yīng)激水平提高會導(dǎo)致溶酶體自噬系統(tǒng)的缺陷。這表明導(dǎo)致PD的不同病理途徑之間可能有緊密的聯(lián)系。
自噬功能失常:這可能提高α-突觸核蛋白的釋放和在細(xì)胞之間的傳播。
▲帕金森病的病理機(jī)制和與之相關(guān)的醫(yī)療策略(圖片來源:參考資料[1])
基于對PD疾病發(fā)生機(jī)制的進(jìn)一步理解,研究人員已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了多個創(chuàng)新靶點,并且開發(fā)出新的在研療法。在過去十年里,科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)了與PD風(fēng)險相關(guān)的24個基因位點,靶向與這些位點相關(guān)的蛋白的在研藥物也已經(jīng)進(jìn)入早期研發(fā)階段。下面我們來看一看這些創(chuàng)新療法:
基因療法
治療PD的新興療法之一是使用基因療法將多巴胺代謝過程中的關(guān)鍵性蛋白直接運送到基底核中。例如,ProSavin(OXB-101)是一種能將多巴胺合成過程中需要的三種關(guān)鍵酶運送到大腦中的病毒載體。在一項小規(guī)模的1/2期開放標(biāo)簽臨床試驗中,ProSavin被注射到15名PD患者的殼核(putamen)中。試驗結(jié)果表明患者的運功能力在接受治療后6-12月時出現(xiàn)劑量依賴性提高。目前,研究人員已經(jīng)開發(fā)出新一代病毒載體(OXB-102),它能夠更好的表達(dá)運送的基因。預(yù)計將在2018年底啟動一項1/2期劑量遞增研究來檢驗它治療晚期PD患者的療效。
另一種基因療法旨在恢復(fù)多巴胺神經(jīng)元中多巴脫羧酶(AADC)的水平。使用名為VY-AADC的病毒載體,這一基因療法希望在多巴胺神經(jīng)元中持續(xù)表達(dá)AADC,從而長久地增強(qiáng)從多巴向多巴胺的轉(zhuǎn)換。目前,在15名晚期PD患者中進(jìn)行的1b期臨床試驗正在進(jìn)行中。在2017年發(fā)表的中期結(jié)果表明,這一療法能夠持久地,劑量依賴性地提高AADC的活性,同時產(chǎn)生相對應(yīng)的運動能力改善。美國FDA已經(jīng)批準(zhǔn)了IND申請,而且為VY-AADC的關(guān)鍵性2/3期臨床項目授予了再生醫(yī)學(xué)先進(jìn)療法(RMAT)資格。這項臨床研究預(yù)計在2020年末或2021年初完成。
目前的基因療法需要開顱手術(shù)將病毒載體注射到患者大腦中,這意味著對于早期PD患者來說,這些手段并不適用。改善基因療法的施藥方法,減少它們的侵入性,是治療PD的基因療法研發(fā)的重要方向。
α-突觸核蛋白靶向療法
所有PD患者中都會出現(xiàn)有毒的α-突觸核蛋白聚集,目前有三種策略來對抗α-突觸核蛋白引發(fā)的細(xì)胞毒性:通過免疫療法阻斷α-突觸核蛋白的擴(kuò)散;抑制α-突觸核蛋白的聚集;促進(jìn)α-突觸核蛋白的清除,這可以通過抑制它的生成或促進(jìn)它的分解來完成。
在過去十年中,多個研究團(tuán)隊已經(jīng)開發(fā)出針對α-突觸核蛋白的抗體或者α-突觸核蛋白疫苗來作為改變疾病進(jìn)程的療法。其中,名為PRX002的α-突觸核蛋白單克隆抗體的安全性已經(jīng)在1期臨床試驗中得到證明。這項研究同時表明PRX002能夠進(jìn)入中樞神經(jīng)系統(tǒng),并且可以降低血清中的α-突觸核蛋白水平。羅氏(Roche)在2017年7月啟動了一項隨機(jī)雙盲,含安慰劑對照的2期臨床試驗,在早期PD患者中檢驗每月靜脈注射PRX002的療效。該試驗的主要終點為與基線相比運動能力的變化。
Affiris公司開發(fā)了兩種模擬α-突觸核蛋白的多肽疫苗(Affitopes PD01A和PD03A)。在小鼠模型中,這些疫苗能夠降低神經(jīng)元軸突和神經(jīng)突觸中的α-突觸核蛋白寡聚體水平,而且減少多巴胺神經(jīng)元的死亡。在2017年6月公布的1期臨床研究的頂線結(jié)果表明,Affitope PD03A在早期PD患者中表現(xiàn)出良好的安全性和耐受性,并且能夠劑量依賴性激發(fā)宿主的免疫反應(yīng)。今年8月,長期數(shù)據(jù)表明在第36周進(jìn)行的增強(qiáng)注射能夠重新激活患者的免疫反應(yīng)。這些數(shù)據(jù)鼓勵人們繼續(xù)進(jìn)行臨床研發(fā)。
不過使用免疫療法治療PD仍然需要解決幾個挑戰(zhàn),其中之一是足夠水平的抗體能否到達(dá)指定腦區(qū),并且對靶點蛋白產(chǎn)生預(yù)期的作用。未來幾年里對這些蛋白在患者身上作用的研究將幫助回答這個問題。
除了免疫療法以外,另外一種策略是阻止或降低α-突觸核蛋白的聚集。例如名為anle138b的化合物能夠與α-突觸核蛋白的特定結(jié)構(gòu)位點相結(jié)合,在體外和體內(nèi)抑制致病的α-突觸核蛋白寡聚體的產(chǎn)生。目前這一化合物的功能只在動物模型中得到了驗證。另一個名為NPT200-11的化合物通過阻斷α-突觸核蛋白與細(xì)胞膜的互動來降低寡聚體的生成。這款化合物已經(jīng)完成1期臨床試驗。這類化合物的潛在優(yōu)勢在于它們是小分子,因此與單克隆抗體相比,更容易到達(dá)指定腦區(qū),而且不會有被宿主抗體中和的風(fēng)險。
其它靶向α-突觸核蛋白積累的方法包括使用基因沉默(siRNA)的方法來降低α-突觸核蛋白水平。靶向α-突觸核蛋白的siRNA在非人靈長類模型中能夠?qū)ⅵ?突觸核蛋白的表達(dá)水平降低40%。對于攜帶多拷貝SNCA基因的患者來說,這種方法可能更為有效。最近靶向RNA的療法在治療脊髓性肌萎縮癥(SMA)和遺傳性轉(zhuǎn)甲狀腺素介導(dǎo)的淀粉樣變性(hATTR)方面取得的成功也喚起了人們使用它治療PD的希望。
▲改變PD疾病進(jìn)程的新治療策略(圖片來源:參考資料[1])
谷胱甘肽替代療法
還原態(tài)的谷胱甘肽與清除活性氧和細(xì)胞排毒過程相關(guān),而且它的水平在早期PD患者中下降。因此,恢復(fù)PD患者體內(nèi)的谷胱甘肽水平也是治療PD的一個研究方向。但是谷胱甘肽替代療法的挑戰(zhàn)是這種多肽在血漿中的半衰期只有2.5分鐘,這意味著很難將足夠水平的谷胱甘肽送入大腦。在有些研究中,使用鼻腔吸入的給藥方法可能成為將谷胱甘肽送入大腦的有效方法。但是目前無法確認(rèn)目前形式的谷胱甘肽能夠在大腦中達(dá)到足夠的濃度,并且停留足夠長的時間來產(chǎn)生療效。這是這一療法需要解決的最大挑戰(zhàn)。
溶酶體途徑和GBA激活劑
目前的統(tǒng)計表明大約5-10%的PD患者在GBA基因上攜帶基因突變,這導(dǎo)致溶酶體蛋白酶的缺失。有趣的是,增強(qiáng)GBA活性會通過清除糖脂的水平調(diào)節(jié)或降低α-突觸核蛋白的錯誤折疊。這一互動關(guān)系支持用增強(qiáng)GBA活性的方法來治療PD。
目前,多個靶向GBA的2期臨床試驗正在進(jìn)行中。Amboxol是一個小分子伴侶,它能夠在體外和體內(nèi)提高GBA活性,并且降低α-突觸核蛋白的水平。LTI-291是另一個GBA激動劑,它在荷蘭進(jìn)行的2期臨床試驗中治療攜帶特定GBA基因突變(NTR6960, EudraCT2017?004086?27)的PD患者。Venglustat雖然不靶向GBA,但是它是一種葡糖神經(jīng)酰胺合成酶抑制劑,能夠降低糖脂的水平,從而降低α-突觸核蛋白的錯誤折疊。它目前在2期臨床試驗中治療攜帶GBA突變的早期PD患者。這些2期臨床試驗以及后續(xù)研究的結(jié)果,對確定溶酶體途徑能否帶來治療PD的創(chuàng)新療法意義重大。
鐵螯合劑
在PD患者中,大腦黑質(zhì)致密部的鐵元素水平顯著升高,而且鐵元素的水平與疾病嚴(yán)重性有正相關(guān)關(guān)系。雖然在PD大腦中鐵的過度積累導(dǎo)致PD疾病發(fā)生的機(jī)制還沒有得到澄清,但是鐵螯合劑被認(rèn)為可能在PD患者中起到保護(hù)神經(jīng)的作用。最近,一種名為deferiprone的可穿過細(xì)胞膜的鐵螯合劑,在小鼠實驗中能夠劑量依賴性降低MPTP導(dǎo)致的氧化損傷,并且改善它們的運動功能。隨后在一項單中心,雙盲,含安慰劑對照的臨床試驗中,40名早期PD患者接受了deferiprone的治療?;颊咄瑫r接受多巴胺藥物治療。試驗結(jié)果表明,接受deferiprone治療的患者大腦黑質(zhì)中鐵元素的沉積和運動能力都得到改善。目前deferiprone正在一項包含338名早期PD患者的2期臨床試驗中接受檢驗。
值得注意的是,在人體內(nèi)改變鐵元素的新陳代謝可能引發(fā)多種副作用,影響造血和其它全身性指標(biāo)。所以在局部降低鐵元素沉積而不影響血液循環(huán)中的金屬水平的策略更具有吸引力。
GLP1受體激動劑
流行病學(xué)和臨床數(shù)據(jù)表明PD和2型糖尿?。═2DM)可能擁有共同的失控信號通路,這意味著它們可能具有共同的病理機(jī)制。在T2DM早期,患者出現(xiàn)胰島素抗性,這導(dǎo)致一系列新陳代謝和炎癥方面的不良影響。在PD早期,患者在葡萄糖和能量代謝方面出現(xiàn)類似的失調(diào),大腦中胰島素信號通路的缺失可能在PD疾病發(fā)生中起到重要作用。
Exenatide是一種已經(jīng)獲批的T2DM療法,它是一種GLP1受體激動劑,具有抗炎癥和抗氧化作用。試點試驗結(jié)果表明exenatide能夠在PD患者身上顯示出療效。目前,exenatide正在另一項臨床試驗中治療PD患者,檢測為期一年的治療對患者生活質(zhì)量、抑郁、運動能力、認(rèn)知能力等指標(biāo)的影響。此外,一項單中心,雙盲,含安慰劑對照的2期臨床試驗在檢測liraglutide在57名PD患者中的療效,liraglutide是一種人類GLP1的類似物,它具有更長的半衰期,已經(jīng)被批準(zhǔn)用于治療T2DM。
我們需要更多的大型臨床試驗來驗證靶向GLP1受體能否為PD患者提供持久和有意義的神經(jīng)保護(hù)。
LRRK2抑制劑
在與PD相關(guān)的基因中,LRRK2基因被認(rèn)為是個關(guān)鍵因子。PD患者攜帶的LRRK2基因上的突變與細(xì)胞培養(yǎng)環(huán)境中神經(jīng)元的病理蛋白激酶活性相關(guān),這引起了研發(fā)LRRK2激酶抑制劑的興趣。雖然攜帶LRKK2基因突變的PD患者只占PD患者總數(shù)的一小部分,但是最近研究發(fā)現(xiàn),在從PD患者身上獲取的多巴胺神經(jīng)元和小膠質(zhì)細(xì)胞中,野生型LRKK2蛋白激酶的活性升高。這意味著LRKK2抑制劑可能對不攜帶LRKK2基因突變的PD患者也能產(chǎn)生療效。
第一個小分子LRRK2抑制劑DNL201,在2017年進(jìn)入臨床試驗,并且在1期試驗中在健康志愿者身上表現(xiàn)出抑制LRRK2激酶的活性。另一個LRRK2抑制劑DNL151,目前在健康志愿者中接受檢驗,以找出最具前景的分子在攜帶LRRK2基因突變的PD患者中進(jìn)行檢驗。
FAF1抑制劑
在PARK2基因中出現(xiàn)的突變與早發(fā)性PD相關(guān)。而PARK2編碼的帕金蛋白(parkin)的正常作用是抑制促凋亡蛋白FAF1的活性。這一發(fā)現(xiàn)帶來了抑制FAF1這一治療PD的創(chuàng)新策略。KM-819是一個FAF1的小分子抑制劑,它目前在韓國進(jìn)入1期臨床試驗。
結(jié)語
我們在尋找和開發(fā)治療PD的新療法方面已經(jīng)取得了長足進(jìn)步,多個候選藥物正在進(jìn)入臨床研究,它們具有改變疾病進(jìn)程的潛力。雖然PD的病理發(fā)生機(jī)制還沒有得到完全澄清,但是隨著更好的疾病生物標(biāo)志物和靶點的發(fā)現(xiàn),開發(fā)更好的PD療法擁有廣闊的前景。
在臨床前研究方面,我們需要更好地關(guān)注新化合物的效力,在多種模型和多項研究中驗證新化合物的效力,并且與已知分子進(jìn)行比較。以往研究表明,在臨床前動物實驗中只顯示出輕微療效的化合物在2期或3期試驗中很可能無法顯示出療效。我們需要現(xiàn)代化和前瞻性科學(xué)研究,來推動發(fā)現(xiàn)對PD患者更有效的藥物實體。
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