在小鼠身上进行的联合治疗有望治疗儿童的致命神经疾病
患有巴顿病(一种罕见但致命的神经系统疾病)的婴儿出生时看起来很健康。但在短短几年内,这种疾病就会造成严重后果,导致儿童失明、哑口无言和瘫痪。大多数人在5岁前死亡。
这种疾病还没有有效的治疗方法,年龄稍大的儿童也会感染。和几个治疗方法在小鼠模型和幼儿身上进行的评估都产生了令人失望的结果。
但是现在,在工作老鼠华盛顿大学圣路易斯医学院和伦敦国王学院的科学家们发现,通过基因疗法和骨髓移植,这些动物的寿命和运动功能得到了显著改善。
研究人员说,结果令人惊讶,因为联合治疗比单独治疗有效得多。基因疗法在小鼠身上效果尚可,骨髓移植没有任何益处,但两种疗法结合在一起产生了惊人的协同作用。
这项研究发表在神经病学年鉴.
“到目前为止,这种疾病对所有治疗方法都是难治的,”资深作者、医学院医学和遗传学教授马克·桑兹博士说。“这一结果是迄今为止最有希望的,它们开辟了一条新的研究途径,可以找到有效的治疗方法来对抗这种毁灭性的疾病。”
科学家们警告说,联合疗法并没有治愈这种疾病,但接受了两种疗法的小鼠经历了显著而持久的疗效。
接受基因治疗的老鼠骨髓移植活了近18.5个月,是未经治疗的患病小鼠寿命的两倍多。(健康实验室的老鼠大约活24个月。)在生命的很大一部分时间里,接受这两种治疗的小鼠的运动技能与正常健康小鼠没有什么区别。
虽然骨髓移植有很大的风险,尤其是对儿童,但研究人员表示,他们可能能够将基因疗法与另一种疗法结合起来,以达到同样的效果。同样的方法可能被用于治疗其他形式的巴顿病。
巴顿病是一种遗传性遗传疾病,在美国每10万名儿童中只有不到5人患病,但在北欧更常见。这种疾病有几种形式,在不同的年龄被诊断出来,都与细胞无法分解和循环蛋白质有关。
这种婴儿形式是由PPT1基因突变引起的,该基因编码一种酶,需要从细胞中去除这些蛋白质。如果没有这种基因的工作副本,蛋白质就会在细胞中积聚,导致癫痫发作、脑萎缩和痴呆。这种疾病在婴儿中确诊时发展最为迅速。到2岁时,大多数人处于反应迟钝的植物人状态。
在这项新研究中,研究人员在四组患有婴儿巴顿病的新生小鼠身上测试了各种疗法。一个只接受基因治疗;另一名患者只接受骨髓移植;三分之一接受了基因疗法和骨髓移植;第四组没有接受任何治疗。作为比较,该研究选取了没有这种疾病的健康小鼠。
取代PPT1酶的基因疗法被直接注入大脑。骨髓移植的目的是让供体细胞迁移到大脑,并将额外的酶输送到基因治疗无法到达的大脑区域。
但事实并非如此,桑兹说。虽然基因治疗提供了相对较高水平的PPT1酶,但骨髓移植没有提供任何额外的酶。相反,他和他的同事们发现,接受这两种疗法的小鼠大脑炎症显著减少。
Sands说:“我们怀疑来自骨髓移植的正常免疫细胞在很大程度上减少了大脑中的炎症,因为我们在接受两种治疗的小鼠身上并没有看到太多炎症。”“这有助于PPT1酶在细胞内发挥作用。”
研究结果显示,与未接受骨髓移植的小鼠相比,单独接受骨髓移植的小鼠的寿命没有增加——两组小鼠的平均寿命都为8.9个月。只接受基因治疗的小鼠活了13.5个月,而接受联合治疗的小鼠活了18.5个月。
研究人员在评估运动功能时注意到了类似的治疗效果。到6个月时,未接受治疗的小鼠和仅接受骨髓移植的小鼠的运动技能都出现了显著下降。老鼠基因治疗单独治疗的小鼠运动功能在10个月时开始下降,而接受联合治疗的小鼠运动技能直到13个月才开始下降,而且比其他小鼠下降得更缓慢。
接受联合治疗的小鼠大脑中活跃的PPT1酶水平也更高,大脑皮层更厚,脑细胞中积累的蛋白质更少,这些都表明治疗正在起作用。
桑兹现在正在重复这个实验,并研究其他减少大脑炎症的方法,这些方法不会涉及痴呆症的风险骨髓移植。他说,一种可能是消炎药对大脑有作用。
Sands说:“我们也许可以用侵入性更小的抗炎治疗来达到同样的效果。”“我们现在很兴奋能继续前进。”