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导读：杜氏肌营养不良症是一种罕见病，目前世界研究者正在从插入新的抗肌萎缩蛋白基因、控制细胞读取基因指令的方式、驱动肌肉的生长、加速肌肉修复、保护肌肉免受损伤、对抗肌肉炎症、阻止肌肉纤维化、使肌肉的血液流量最大化、保护营养不良的心脏等不同角度研究治疗及缓解患者病情的方法。

杜氏肌营养不良症(Duchenne muscular dystrophy，DMD)，是指患者肌肉缺少一种很关键的结构蛋白——肌营养不良蛋白（dystrophin），使其更容易受伤，身体肌肉修复和再生的速度无法跟上，从而导致肌肉流失(消瘦)和身体虚弱。科学家们正致力于研究补充性疗法（complementary therapies），以取代肌营养不良蛋白，保护肌肉免受损伤，和/或促进肌肉修复和再生。

#1

插入新的抗肌萎缩蛋白基因

基因靶向治疗（Gene-targeted therapy），指的是使用多种治疗药物改变基因活动，如外显子跳跃药物或基因沉默分子。基因替代疗法（Gene replacement therapy），指的是将健康基因直接注入患者的组织，替换有缺陷的基因。这两种治疗方法被广泛用于治疗多个疾病区域的患者。

对于DMD的基因治疗，主要目标是提供一个肌营养不良蛋白基因的替代复制品，科学家们希望通过引入功能性肌萎缩蛋白基因，可能比其他疗法带来更持久的好处。但研究人员很快警告说，DMD的基因疗法不太可能完全停止或逆转这种疾病。为了在DMD中完成基因转移，一些研究人员试图利用病毒的作用，病毒的工作原理是将自己的遗传物质插入宿主体内。

科学家们已经将一个较小的肌营养不良蛋白基因插入到病毒中，这样病毒就会将肌营养不良蛋白基因传递到肌肉细胞中，制造出肌营养不良蛋白。为了在不让病人生病的情况下实现这一目标，科学家们正在利用不会引起人类疾病的病毒。DMD基因治疗的研究进展强劲，但仍存在一些挑战。

研究人员正在努力克服的主要困难包括：

处理大尺寸的肌营养不良蛋白基因；

向肌肉输送足够数量的新基因(同时避免其进入其他组织)；

避免对新基因生成的蛋白质产生不必要的免疫反应。

因为基因治疗依赖于工程病毒，而这些病毒可以携带的负载大小是有限制的。为了解决这个问题，DMD研究者创造了更小但仍有功能的肌营养不良蛋白用于基因治疗。迷你版肌营养不良蛋白 (rAAV2.5-CMV-minidystrophin)是一种小型化的、有效的肌营养不良蛋白基因，已在患有DMD的男孩中进行了测试，并确定这种治疗方法是安全的。但不幸的是，一些男孩对肌萎缩蛋白产生了不想要的免疫反应。这种免疫反应阻止了新合成的微型肌营养不良蛋白被肌肉细胞正确利用，从而限制了这种方法的有效性。

研究者现在正致力于开发一种更小的肌营养不良蛋白，称为微肌营养不良蛋白（microdystrophin）。微肌营养不良蛋白包含了产生功能性蛋白质所需的肌营养不良蛋白基因的最小信息量。目前，Serepta、Solid Biosciences等公司正致力于开发基于这种机制的药物，以改善患者的临床状况。

固体生物科学公司（Solid Biosciences）正在进行实验性基因转移疗法的1期和2期临床试验。Sarepta Therapeutics正在进行一项DMD患者微肌营养不良蛋白基因转移的1期开放研究。为了解决基因专一地传递到肌肉(同时避免其他组织)的问题，研究人员引入了一种肌肉特异性启动子（muscle-specific promoter），其功能类似于新的肌营养不良蛋白基因的控制开关。肌肉特异性启动子选择性地促进肌肉中该基因的激活，但在其他组织中该基因仍处于休眠状态，所以它不会产生不必要的副作用。

#2

控制细胞读取基因指令的方式

外显子跳跃（Exon skipping ）是目前针对DMD开发的一种治疗方法，尽管它可能适用于其他遗传疾病。在这种策略中，遗传密码的一部分(外显子)被“跳过”，从而产生部分功能的肌营养不良蛋白，即DMD中缺失的肌肉蛋白。外显子跳跃并不能治愈DMD，但可能会减轻严重的肌肉无力和萎缩，使其更像贝克尔肌营养不良症(Becker muscular dystrohy，BMD)。外显子跳跃的实验室研究开发始于20世纪90年代。

外显子跳跃使用小分子或反义寡核苷酸(ASOs)来诱导肌肉纤维忽略产生肌萎缩蛋白的遗传指令的某些部分，从而恢复遗传“阅读框”。小型临床研究结果显示，每周皮下给药反义寡核苷酸(PRO051或drisapersen)与新的肌萎缩蛋白表达相关。但在2016年1月，美国食品和药物管理局(FDA)拒绝批准drisapersen，因为缺乏有效的实质性证据，且未能证明可接受的风险-效益结构。2016年9月19日，FDA加速批准eteplirsen(品牌名称Exondys 51)作为首款治疗DMD的疾病改善药物。

Exondys 51是专门针对肌营养不良蛋白基因中被称为51外显子的一段遗传密码。据估计，13%的患有DMD的男孩可以从跳过51外显子中受益，尽管实际的临床益处尚未证实。Exondys 51研究中报道的最常见不良反应为平衡失调、呕吐、接触性皮炎、挫伤、抓伤(慢性皮肤抓伤)、关节痛、皮疹、导管部位疼痛和上呼吸道感染。过敏反应也会发生，包括支气管痉挛、低血压、皮疹和荨麻疹、发热、潮红、咳嗽和呼吸困难。目前，研究人员正致力于开发靶向外显子44、45、50、52、53和55的外显子跳跃药物，以及靶向多个外显子的策略。

另一种正在开发中的疗法被称为终止密码子通读（stop codon read-through）。在终止密码子通读过程中，药物的目标为过早停止密码子(premature stop codons），是一种无意义突变，它告诉细胞在蛋白质完全组装之前停止制造蛋白质，如肌营养不良蛋白。这些药物诱导细胞忽略或“通读”基因中的一个过早终止密码子。5% - 10%的DMD患者有过早终止密码子/无意突变，因此可能有一天会受益于通读疗法。

PTC Therapeutics公司与Genzyme Corp.合作，开发了一种名为ataluren (PTC124)的实验性终止密码子通读药物，用于治疗过早终止密码子导致的DMD或BMD。据估计，该药物可使大约10% - 15%存在无意义(停止)突变的DMD/BMD患者受益。2010年10月，PTC宣布，低剂量的ataluren似乎比高剂量的效果更好。在一项临床试验中，低剂量组的患者比高剂量组或安慰剂组的患者在6分钟内平均多走29.7米(尽管在试验过程中，所有组的步行距离都有所下降)。PTC正在招募患者进行一项获批后的安全性研究，以收集药物在常规临床实践中的有效性和安全性数据。此外，PTC也在招募患者评估接受Ataluren治疗9个月或更长时间的参与者的肌萎缩蛋白水平。

#3

驱动肌肉的生长

DMD的一个突出症状是肌肉的丧失，所以研究人员旨在开发促进肌肉再生的疗法，从而增加肌肉的力量。肌肉抑制素（myostatin）可以限制肌肉的生长。在健康的肌肉中，肌肉抑制素发挥着重要的作用：它抑制生长信号，以保持肌肉在合理的大小。但在DMD中，肌肉损失会导致功能下降，肌肉抑制素会加剧这一问题。因此，研究人员希望通过阻断肌肉抑制素可以让DMD肌肉长得更大更强壮。多年前研究发现，具有肌抑制素基因缺陷的人和动物似乎有较大的肌肉和良好的力量，而没有明显的不良影响。

2008年，一种名为MYO-029(由惠氏公司开发)的疗法在对多种营养不良症患者的临床试验中未能达到终点，但不包括DMD。此外，在2011年，加速制药公司(Acceleron Pharma)开发的ACE-031的DMD试验由于安全问题而不得不停止。虽然这些肌肉抑制素抑制剂并不成功，但我们从这些努力中学到了很多东西。目前，辉瑞正在开发一种名为PF-06252616 (domagrozumab)的肌肉抑制素抑制剂，该抑制剂正在进行临床试验，以测试其对患有DMD的男孩的有效性。百时美施贵宝(Bristol-Myers Squibb)也在开发一种肌肉抑制素抑制剂药物BMS-986089 (talditercept alfa)。这种潜在的疗法目前正在进行2/3期研究。除了这两种潜在的DMD药物，礼来公司(LY2495655)、Regeneron公司(REGN1033)和诺华公司(BYM338)也在开发抑制肌肉抑制素的药物，但这些药物正在分别对癌症消瘦(恶病质)、骨骼肌减少症和包涵体肌病(IBM)的影响进行临床研究。

另一种阻断肌肉抑制素作用的独特策略是使用基因疗法引入卵泡抑素，这是一种自然产生的肌肉抑制素抑制剂。患有DMD样疾病的小鼠接受了卵泡抑素蛋白基因后，身体质量和单个肌肉的重量总体上都有所增加。此外，接受卵泡抑素基因转移的猴子拥有更强壮、更大的肌肉。一种将卵泡抑素注入DMD患者的基因疗法称为rAAV1.CMV.huFollistatin344，正在由米洛生物技术公司开发，到目前为止，这种潜在的疗法已经进行了早期临床试验。

研究人员也在探索通过使用被称为选择性雄激素受体调节剂(SARMs)的药物激活雄激素受体来诱导DMD患者肌肉生长的可能性。雄激素受体与睾酮和其他类固醇结合以诱导肌肉生长，但合成代谢类固醇会引起许多不良副作用。SARMs可能提供了一种获得肌肉雄激素介导生长的好处，但副作用更少的方法。药物DT-200是Akashi Therapeutics开发的一种口服SARM，在早期研究中显示出积极的效果。 Akashi的下一个目标是在健康志愿者的临床试验中研究这种化合物的安全性。他们的长期计划是开发用于治疗DMD的DT-200。另一家名为GTx Inc.的公司也在开发用于各种肌肉消耗疾病的SARMs，包括肌肉萎缩和癌症。该公司的DMD项目正处于临床前开发阶段。

#4

加速肌肉修复

在DMD中，肌肉更容易受伤，因为它缺少肌营养不良蛋白，肌肉虽然会不断地自我修复，但最终会落后。因此，科学家希望通过将干细胞移植到DMD肌肉中来加速修复。干细胞通常存在于各种组织中，包括肌肉，它们在修复和维护中起着至关重要的作用。干细胞可以被认为是处于非常早期的发育阶段的细胞，在它们成为特化(分化)在组织中发挥特定作用之前，它们可能是某种特定细胞类型(如肌肉或神经细胞)的前体，也可能仍然保持多能性——即发展成多种不同细胞类型的能力。

在成人和儿童中，干细胞存在于肌肉组织中，它们一直处于休眠状态，直到组织因损伤或疾病而受损。在组织损伤后，干细胞被激活，然后用来补充受损的组织。因此，对于DMD的治疗，科学家们希望有一天可以(从健康捐赠者那里)移植干细胞来促进肌肉生长。一种被称为诱导多能干细胞(iPS细胞)在移植方面有很大的前景，这种类型的细胞是从成人细胞中提取的。

在这一突破的基础上，由Radbod Darabi博士领导研究已经证明，人类皮肤来源的iPS细胞能够分化为肌肉，并可以成功移植到DMD模型小鼠中。老鼠能够接受新细胞，而这些细胞产生了肌营养不良蛋白。Rita Perlingeiro博士继续完善了一种从iPS细胞高效生成未成熟骨骼肌细胞的方法。此外，他们还表明，一旦移植，这些细胞就能与现有的骨骼肌细胞融合。

接下来，研究小组正在研究经过基因矫正的iPS细胞增加DMD小鼠肌肉再生的效率。了确保干细胞生长成肌肉的正确结构，Dr. Deok-Ho Kim致力于开发可作为支架的材料。由于肌肉是一种高度有序的组织，细胞具有特定的方向，这些支架可能在细胞尺度上发挥关键作用，以最像组织的模式促进肌肉的最佳生长。在实践中，这种支架被用于在实验室中从干细胞中培养肌肉，然后将干细胞移植到活体组织中以替代受损的肌肉。这项工作的最终目标是产生一种功能性肌肉补片，能够提供长期的肌肉力量和再生能力，并改善DMD患者的症状。干细胞移植仍然是治疗DMD引起的肌肉损失的一种非常有前途的方法。

除了干细胞移植，科学家们还在探索使用更传统的药物方法来激活患者自己的肌肉干细胞的可能性。这些肌肉干细胞被称为卫星细胞，因为它们的位置靠近肌肉细胞，自然存在且进行肌肉修复。有研究表明，组蛋白去乙酰化酶(HDACs)受到抑制后，卫星细胞被激活。在DMD小鼠模型中，HDAC抑制诱导肌肉生长，减少炎症，减少纤维化。在这项临床前工作的基础上，Italfarmaco公司的研究人员正在开发一种名为givinostat的HDAC抑制剂。Italfarmaco启动了DMD患者的2期临床试验。

一种名为WNT7a的蛋白质已被证明可以推动卫星干细胞数量的扩大并促进肌肉再生，从而在肌营养不良的临床前模型中产生显著的功能改善。基于这些发现，Fate Therapeutics公司正在开发一种基于WNT7a的类药物化合物，该项目目前正处于临床前开发阶段。

#5

保护肌肉免受损伤

DMD肌肉更容易受到损伤，有许多疗法的目的是使DMD肌肉更能抵抗损伤。一种潜在的策略是用类似的肌肉蛋白，如肌营养蛋白（utrophin），来弥补肌营养不良蛋白的缺乏。肌营养蛋白是一种自然产生的结构蛋白，与肌营养不良蛋白非常相似，在肌肉中具有非常相似的功能。一个关键的区别是，肌营养蛋白在肌肉发育或早期肌肉修复过程中产生，然后被肌营养不良蛋白取代。科学家们相信，如果肌营养蛋白的产生被重新激活，它可能能够弥补肌营养不良蛋白的缺失。强化DMD肌肉的第三种策略是引入一种不同的天然结构蛋白，称为层粘连蛋白111。

在DMD小鼠模型中，引入层粘连蛋白111被证明可以提高运动能力，增加肌肉力量，并减少肌肉损伤。在这项研究的基础上，Prothelia Inc.公司与Alexion Pharmaceuticals合作，开发了一种被称为PRT-01的层粘连蛋白111的工程版本。这种潜在的治疗方法目前正在针对DMD和其他营养不良症进行临床前开发。

增强肌肉力量的第四个策略是用一水肌酐治疗。这种治疗与提高优势手的握力和保持肌肉质量有关。然而，肌酸治疗与功能测量或日常生活活动的显著改善并不相关。在推荐该疗法治疗DMD患者之前，需要在更大的试验中证明临床重要的改善。研究人员还在探索是否可以通过基因靶向治疗引入一种叫做β-1，4-n-乙酰半乳糖胺半乳糖转移酶(GALGT2)来加强肌肉的完整性。

GALGT2将糖分子添加到一种叫做α-营养不良聚糖（α-dystroglycan）的蛋白质中，位于肌纤维膜上的蛋白质簇的一部分，这个簇在DMD肌肉中是不正常的。研究表明提高小鼠的GALGT2水平有助于弥补肌萎缩蛋白的损失，保护肌肉免受损伤。现在，美国国家儿童医院（Nationwide Children’s Hospital）的研究人员已经启动了一项针对DMD患者的GALGT2基因靶向治疗(rAAVrh74.MCK.GALGT2)的早期开放标签剂量递增临床试验。除了确定可能加强对抗肌萎缩蛋白损失的蛋白质，如肌营养蛋白, 双糖链蛋白多糖，层粘连蛋白111和GALGT2，科学家们正在探索其他保护肌肉免受损伤的方法。

例如，目前有研究确定了一种名为Carmaseal-MD (polaxamer 188 NF)的化合物，它在DMD小鼠模型中充当膜密封剂。在小鼠体内，这种化合物通过填充受损细胞膜的裂口发挥作用。开发Carmaseal-MD的Phrixus Pharmaceuticals公司正在进行2期临床试验，招募患者，评估安全性、耐受性和疗效。DMD肌肉中反复发生的损伤已被证明最终会导致肌肉细胞的死亡(坏死)。科学家们相信，阻断导致细胞死亡信号的疗法有一天可能会被用于减缓肌肉退化，进而降低功能丧失。

研究人员报道称，一种名为造血前列腺素D2合成酶(HPGDS)可能有助于DMD中肌肉细胞的坏死。为了防止肌细胞死亡，Taiho制药公司正在开发这种HPGDS的抑制剂TAS-205。在DMD小鼠模型中，这种化合物被证明可以减少坏死并改善跑步。TAS-205目前已在日本完成二期临床试验。科学家还发现，调节肌肉中的钙是一种潜在的治疗干预策略。这种方法是基于这样一个事实：钙在细胞内积累，这被认为发生在DMD中，导致肌肉蛋白质降解并引发细胞死亡。有证据表明钙实际上在DMD肌肉的疾病进展中起着重要的作用，所以一些研究小组正在研究降低DMD肌肉细胞中钙积累的方法。

#6

对抗肌肉炎症

在健康的肌肉修复过程中，炎症反应被激活，并有助于受损肌肉的清理和恢复。然而，在DMD中，这些炎症反应是慢性激活的，因此对修复过程有害。因此，科学家正在努力理解和干预肌肉纤维及其周围的炎症，这些炎症可能会导致DMD的病程。皮质类固醇(如强的松和氟扎克特)通常用于DMD，以帮助保持肌肉力量和功能，防止脊柱侧弯，并延长DMD患者的行走时间。

人们认为，皮质类固醇至少在一定程度上通过减少炎症发挥作用。然而，皮质类固醇也会引起不必要的副作用，如食欲增加、体重增加、骨量减少和白内障。FDA于2017年2月9日批准了deflazacort(品牌名称Emflaza)用于治疗5岁及以上患者的DMD。近期，FDA批准PTC Therapeutics公司的Emflaza用于治疗2 - 5岁的DMD患者。

#7

阻止肌肉纤维化

当DMD患者的肌肉退化时，肌肉纤维被脂肪和结缔组织取代，这一过程被称为纤维化。纤维化类似于瘢痕，肌肉中的纤维化组织阻碍了正常功能和修复。事实上，科学家已经观察到，DMD肌肉的纤维化程度随功能减弱而变化。因此，研究人员正在研究是否可以通过抗纤维化药物来保护肌肉功能，这种药物可以减少纤维化。此外，科学家希望减少纤维化也可以帮助提高其他潜在疗法的疗效。

靶向结缔组织生长因子(CTGF)是一种常见的纤维化介质。基础研究表明，CTGF可以降低受损肌肉细胞的自我修复能力，促进肌肉纤维化，抑制CTGF可以减少肌肉纤维化，改善肌肉功能。FibroGen公司正在开发一种CTGF抑制剂，名为FG-3019。最近，FibroGen获得了FDA的批准，开始在DMD进行FG-3019的2期临床试验，并获得了FDA的孤儿药地位。此外，FG-3019也已在特发性肺纤维化的2期临床研究中进行了测试，在大量患者中显示它可以逆转纤维化。目前，FibroGen计划在成人和老年人中进行特发性肺纤维化的3期临床试验。

#8

使肌肉的血液流量最大化

患有DMD的人在锻炼时肌肉的血液流动不足，这可能会导致疲劳和性能下降。因此，科学家希望恢复肌肉正常血液流动的药物可能有益于肌肉的力量和功能。实验表明，当肌营养不良蛋白从肌纤维膜中缺失时，它会导致另一种被称为神经元一氧化氮合酶(nNOS)的蛋白质也缺失。这导致供应肌肉的血管无法在运动中充分扩张，导致疲劳。