“粘多糖症”儿童的绰号是“粘多糖症”,他们中的许多人“活不了大人就活得很长”。每年的5月15日是国际粘多糖病关爱日,这一天是为了温暖鼓励粘多糖病患者、缅怀那些过早去世的人们。
近年来,干细胞技术的进步为粘多糖症的治疗提供了新的选择和思路。
2012年,美国FDA批准Athersys开发的MultiStem,一种间充质干细胞疗法,用于治疗I型粘多糖贮积症(MPS-I)。目前,越来越多的干细胞治疗粘多糖病的研究正在进行,希望为粘多糖病的治疗带来巨大进展。
图片来自Athersis官网
01 什么是粘多糖贮积症?
粘多糖是长链复杂糖分子,可以与蛋白质结合形成蛋白聚糖。蛋白多糖是结缔组织基质、线粒体和细胞膜的重要组成部分,可以沉积在身体的任何部位。
粘多糖贮积症是由于人体细胞溶酶体中分解粘多糖的水解酶发生突变,导致粘多糖活性降低,使其无法被分解和代谢,最终在体内积聚,例如骨骼这是一种引起的疾病。引起肝、脾、血管、心脏瓣膜、淋巴结、骨髓、皮肤、角膜等损害,造成身体发育畸形、智力障碍、器官功能障碍。症状在出生后不久开始并迅速进展,因此大多数粘多糖症患者在生命的最初十年内死亡[1]。
根据临床和影像学症状的差异,粘多糖贮积症(MPS)分为七种类型。其中以I型和IV型粘多糖贮积症最为常见,其中以粘多糖贮积症的原型I型最为典型。 I 型MPS 患者体内积累大量硫酸乙酰肝素(HS) 和硫酸皮肤素(DS) [3]。临床症状包括神经认知、骨科、心脏和肺部症状。由于这些症状,未经治疗的I 型MPS 患者的中位生存年龄为6.8 岁[1, 3]。
02 粘多糖贮积症有治疗方法吗?
目前的治疗方法包括酶替代疗法(ERT)和造血干细胞移植(HSCT)。在酶替代疗法中,患者接受静脉注射有缺陷的重组粘多糖水解酶,该酶在血液中的半衰期很短,不能穿过血脑屏障。移植后,造血干细胞可以不断补充患者体内缺乏的酶,分化后可以穿过血脑屏障,在中枢神经系统中发挥作用。自1981 年首次尝试对MPS 患者进行造血干细胞移植以来[2],粘多糖症的干细胞治疗方法不断发展。截至2023 年,已有超过1,000 名MPS 患者接受了HSCT 作为其疾病的治疗选择。
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03 利用造血干细胞治疗粘多糖贮积症
造血干细胞治疗已被证明可以延长粘多糖贮积症患者的寿命并改善临床参数[4, 5]。 2015年,研究人员报告了对217名接受成功造血干细胞移植的MPS-I患者的回顾性分析[6]。成功的干细胞治疗后,MPS-I 患者的临床病程显着改善,预期寿命显着延长,在本研究中生存期增加了23 年。此外,这项研究发现干细胞治疗期间患者的年龄和酶水平对于治疗预后和组织损伤很重要。因此,通过新生儿筛查在疾病早期发现MPS并及时进行干细胞移植是最有效的治疗方法。
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04间充质干细胞成为更好的选择
与造血干细胞(HSC)相比,间充质干细胞(MSC)具有较强的自我更新和多重分化能力,可以分化为成骨细胞、软骨细胞、脂肪细胞、成纤维细胞等间充质细胞[7]。
许多这些间充质细胞在MPS 患者中表现出显着的粘多糖积累。因此,间充质干细胞能够分化成多种受MPS 影响的细胞类型,并有可能用于替代MPS 患者的非功能细胞群。发表于《Molecular Genetics and Metabolism》的一项研究表明,间充质干细胞产生MPS I、II、IIIA、IVA、VI和VII缺陷酶的能力远高于造血干细胞。此外,MPS I、IIIA、IV 和VII 酶缺陷的过度表达不会影响间充质干细胞继续分化为骨、脂肪和神经相关细胞的能力[8]。
在《Stem Cells》杂志上发表的一项研究中,研究人员将人类间充质干细胞注射到MPS VII模型小鼠中,显着降低了小鼠的角膜混浊度,并减少了角膜中积累的粘多糖含量,并发现溶解的粘多糖的大小减少了。酶水平显着降低[9]。
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同时,多项临床研究证明间充质干细胞分泌的细胞外囊泡在疾病治疗中的安全性和有效性。最近发表在《Stem Cell Research Therapy》 杂志上的一项研究发现:
间充质干细胞分泌的细胞外囊泡可携带高活性的粘多糖水解酶。
传统的酶替代疗法(ERT)利用细胞膜上的M6P受体将粘多糖水解酶引入细胞发挥功能。由于细胞外囊泡可以直接与细胞膜融合,即使在没有M6P受体的情况下,粘多糖水解酶也可以进入靶细胞,只允许细胞外囊泡进入靶细胞,而无需注射间充质干细胞,因此可以使用。作为无血管组织的治疗选择[10]]。
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越来越多的研究表明,干细胞在治疗粘多糖症方面具有广阔的前景。未来,我们希望新生儿筛查将变得完全普遍,从而能够及早发现和治疗粘多糖症。我们也相信干细胞疗法可以给“粘宝宝”带来生命的曙光。
参考:
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2. 霍布斯JR、休-琼斯K、巴雷特AJ、拜罗姆N、钱伯斯D、亨利K、詹姆斯DC、卢卡斯CF、
罗杰斯TR、本森PF、坦斯利LR、帕特里克AD、莫斯曼J、年轻EP、逆转临床。
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造血干细胞移植治疗I:型重度粘多糖贮积症30年
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