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南京大学附属金陵医院（东部战区总医院）国家肾脏疾病临床医学研究中心汪玲、李爱娟、安玉综述指出，Alport综合征（AS）目前仍以RAAS阻断剂为标准治疗，可显著延缓肾脏病进展，但部分患者仍会较早进入终末期肾病。近年来，SGLT2抑制剂、非甾体类盐皮质激素受体拮抗剂、内皮素受体拮抗剂等新型药物，以及基因治疗（外显子跳跃、PTC通读、CRISPR编辑）和干细胞疗法在动物模型及初步临床研究中展现出修复基膜胶原结构、延缓疾病进展的潜力，为AS的精准治疗带来新希望
Alport综合征(AS)是导致年轻患者进展为终末期肾病(ESKD)的重要遗传性病因。约90%的X连锁AS(XLAS,COL4A5基因变异)男性患者将在40岁前进展至ESKD,其中以COL4A5基因大片段缺失和无义突变患者预后最差[1]。目前仍缺乏根治的办法,治疗目标以延缓肾脏病进展、管理并发症为主[2]。随着分子遗传学的进展和对AS发病机制的深入研究,近年来一些新兴疗法在AS中的疗效受到关注。本文主要就AS治疗策略的现状及最新研究进展作一综述,旨在理解AS不同突变类型病理分子机制的差异和共性,及其作为药物靶点的临床价值。
血管紧张素转换酶抑制剂(ACEI)/血管紧张素Ⅱ受体拮抗剂(ARB) 已有大量的基础和临床研究证实肾素-血管紧张素-醛固酮系统阻断剂(RAASi)对AS的疗效[2-3]。ACEI或ARB干预能明显改善AS小鼠模型的肾脏表型并延长生存期[4]。2012年来自欧洲Alport注册中心的大型回顾性研究首次在人群中证实RAASi可显著延缓AS患者肾衰竭,并且早期干预疗效更优[5]。随后,日本及中国的研究均揭示RAASi疗效和基因突变类型密切相关:其对非截短突变患者的疗效显著优于截短突变,例如,中国男性XLAS患者中接受RAASi治疗的非截短突变患者的肾存活年龄延长16年,而截短突变患者仅延长3年,并且疗效呈时间依赖性,治疗时间每增加6个月,ESKD进展风险降低7%[1,6]。随后,Zeng等[7]开展了一项系统综述与荟萃分析,首次系统性地评估了RAASi治疗AS的长期结局:与未接受RAASi相比,接受RAASi治疗的患者ESKD的发生风险降低了67%,这种获益见于不同的遗传类型;RAASi的疗效取决于治疗的时机,支持早期治疗策略。尽管ACEI/ARB显示出显著延缓AS肾病进展的作用,但是对于截短突变患者、疾病进展期治疗的患者仍不可避免较早地进展为ESKD。因此,深入研究AS病理生理机制,研发新型治疗药物迫在眉睫。
近年来,钠-葡萄糖协同转运蛋白2抑制剂(SGLT2i)和盐皮质激素受体拮抗剂(MRA)在慢性肾脏病(CKD)治疗中的心肾保护作用已获得充分的循证医学证据支持。另外,内皮素受体拮抗剂(ERA)被证实在多种CKD,如局灶节段性肾小球硬化(FSGS)、IgA肾病及糖尿病肾病患者中具有降低蛋白尿,保护肾功能的作用。基于这些研究,有学者提出将“RAASi+SGLT2i+MRA”三药联合、“RAASi+ERA”应用的“多支柱疗法”作为CKD关键性治疗策略。这些研究结果为SGLT2i、MRA和ERA治疗AS提供了理论依据。
SGLT2i SGLT2i通过抑制近端肾小管上皮细胞中SGLT2蛋白来减少钠的重吸收并重建球管反馈,实现降低肾小球内的压力和滤过率、保护肾功能的作用。达格列净与CKD不良结局预防研究(DAPA-CKD)、恩格列净心肾保护研究(EMPA-KIDNEY)等关键性临床试验证实,与RAASi单药相比,联合使用RAASi和SGLT2i能显著降低肾脏复合终点事件(ESKD、血清肌酐翻倍、肾脏/心血管死亡)风险。这种保护效应在非糖尿病肾病导致的CKD患者中同样显著[8-9]。
SGLT2i对AS这种儿童/青少年阶段即进展为CKD的患者是否同样有效,目前尚缺乏大规模随机对照试验(RCT)数据。然而,现有的基础研究和临床观察性研究结果提示其潜在的治疗价值:在AS小鼠模型中,恩格列净可通过影响能量代谢和减轻足细胞脂质毒性来发挥降低蛋白尿、保护肾功能的作用[10]。临床试验方面,一项国际多中心观察性研究(NCT02378805)评估了112例在RAASi基础上联用SGLT2i治疗AS患者的疗效,结果显示在前三次随访中观察到了尿蛋白显著降低(>30%)[11]。
MRA 非奈利酮是全球首个获批用于2型糖尿病相关CKD治疗的非甾体类MRA(nsMRA),其心肾保护作用已经过非奈利酮 DKDvⅢ 期研究(FIDELIO-DKD、FIGARO-DKD)以及上述两者汇总分析(FIDELITY)等多项大型临床试验得到证实。该药物通过拮抗醛固酮的作用改善水钠潴留,抑制肾脏炎症及纤维化、阻止肾脏血管重塑。在AS小鼠实验模型中,非奈利酮与SGLTi及RAASi三药联合治疗方案显示出显著的协同效应,其延缓肾脏疾病进展的作用优于RAASi和SGLT2i两药联合方案[12]。Song等[13]在4例经RAASi联合SGLT2i治疗后蛋白尿无明显缓解(3.32 g/d)的AS患者中,加用非奈利酮10 mg/d治疗2～3个月后,发现平均蛋白尿水平显著下降,且在后续的3～4个月随访中抗蛋白尿效果稳定。
ERA ERA通过阻断内皮素1(ET-1)/内皮素A受体(ETAR)介导的血管收缩、炎症及纤维化发挥治疗作用。在AS研究中,ETAR拮抗剂西他生坦已被证实可有效改善小鼠肾脏表型并延长生存期[14]。司帕生坦是一种同时拮抗ETAR和血管紧张素Ⅱ受体1(AT1R)的双重内皮素-血管紧张素受体拮抗剂(DEARA),在针对FSGS和IgA肾病的Ⅲ期临床试验中已证实其降蛋白尿和肾功能保护作用优于ARB单药。AS小鼠模型中发现司帕生坦不仅能缓解肾脏表型,同时能改善听力损失[15],这是目前唯一具有肾脏和听力双重器官保护作用的药物。Song等[13]在AS患者中初步评估了另一ETAR拮抗剂安立生坦的短期和长期治疗疗效:12例AS患者在RAASi治疗的基础上加用安立生坦治疗2个月后蛋白尿较基线平均降低23.43%±5.11%,肾功能维持稳定;4例患者随访>6个月,蛋白尿较基线降低36.61%±16.06%[16]。另外,一项临床试验 EPPIK(NCT05003986)正在招募尿蛋白/肌酐比值(UPCR)>1 g/g的肾小球疾病儿童患者,其中包括AS患儿,以评估司帕生坦的疗效和安全性。
尽管初步研究表明SGLT2i、MRA及ERA具有治疗AS的巨大潜力,但现有的研究仍集中在回顾性研究或临床前阶段,对于其长期疗效和安全性未来需要更多的循证医学证据。
化学分子伴侣 一类能够帮助蛋白质正确折叠、减少错误折叠并增强其稳定性的小分子化合物。AS错义突变能够合成α3α4α5(Ⅳ)链,但存在折叠异常,错误折叠的Ⅳ胶原蛋白链可滞留在足细胞的内质网(ER)中,诱发内质网应激(ERS)和未折叠蛋白反应(UPR),这提示分子伴侣可能是治疗错义突变型AS的潜在治疗药物[17](图1)。
图1 Alport综合征治疗策略及靶点
ERS:内质网应激;GBM:肾小球基膜;PTC-RT:过早终止密码子通读疗法;RAAS:肾素-血管紧张素-醛固酮系统;ACEI:血管紧张素转换酶抑制剂;ARB:血管紧张素Ⅱ受体拮抗剂;MRA:盐皮质激素受体拮抗剂;ET1:内皮素1;ETAR: 内皮素A型受体;ERA:内皮素受体拮抗剂;SGLT2:钠-葡萄糖协同转运蛋白2;SGLT2i:SGLT2抑制剂;Nrf2: 核因子E2相关因子2
Yu等[18]发现携带COL4A3:p.Gly799Arg位点错义突变的小鼠模型其Ⅳ型胶原蛋白 α3链异常积聚在足细胞ER中,且存在分泌缺陷,导致体内外持续的ERS。ERS抑制剂的化学伴侣药物牛磺熊去氧胆酸(TUDCA)干预可有效抑制ERS,并显著改善小鼠肾功能。在另一项针对COL4A3:p.Gly1332Glu变异的研究发现,该位点的变异亦可导致足细胞中蛋白质折叠异常,并激活内质网相关降解(ERAD)途径,但未观察到明显的ERS和UPR激活。应用化学伴侣药物4-苯基丁酸(4-PBA)治疗,能够促进突变蛋白的正确折叠和分泌,减少其降解,并有助于整合到肾小球基膜(GBM),从而改善肾脏病理损伤[19]。
核因子E2相关因子2(Nrf2)激动剂 甲基多巴索隆可通过激活Nrf2,调控氧化应激、炎症反应和细胞能量代谢相关的基因,在多种肾脏疾病中显示疗效。甲基多巴索隆治疗AS的Ⅲ期临床试验(CARDINAL)发现在治疗第48周和第100周时可显著延缓估算的肾小球滤过率(eGFR)下降,但是第104周的事后分析显示没有统计学意义。安全性方面,治疗组严重不良事件较少,但因肝毒性导致的停药率更高(13% vs 5%)。此外,治疗期间血清肌酐下降伴随着蛋白尿升高,提示可能存在肾小球高滤过[20]。最终该药未获FDA批准上市。
抗MicroRNA-21(miR-21) miR-21在AS患者的肾小球和肾小管上皮细胞中高表达,并且其表达水平与肾脏损伤程度呈正相关。抗miR-21寡核苷酸通过调控代谢途径、保护线粒体功能、抑制炎症和纤维化来延缓AS小鼠肾病进展[21]。抗miR-21药物Lademirsen与ACEI联用对AS小鼠肾功能、病理和生存时间具有协同保护作用[22]。
Ⅱ期临床试验HERA(NCT02855268)评估了Lademirsen治疗成人AS的疗效和安全性,最终因未观察到eGFR显著改善已于2022年终止[23]。
调脂剂 肾脏脂质代谢紊乱会通过激活氧化应激、ERS、线粒体功能障碍、自噬功能障碍、炎症等机制导致肾脏细胞损伤。在AS患者肾活检样本中观察到肾小管间质常存在大量的泡沫细胞,被证实与巨噬细胞转运胆固醇代谢失衡有关[24]。AS小鼠模型中亦发现肾皮质酯化胆固醇和三酰甘油积聚,伴随胆固醇外流转运蛋白ATP 结合盒转运体A1(ABCA1)表达下调。研究表明,甾醇-O-酰基转移酶-1(SOAT1)抑制剂可通过上调ABCA1促进脂质转运,从而保护足细胞[25]。羟丙基-β-环糊精(HPβCD)可降低AS小鼠肾脏胆固醇含量,减轻蛋白尿及肾脏纤维化[26]。他汀类药物虽在AS小鼠中有效,但在患者中未证实其积极作用[27]。
小分子药物R3R01可通过上调ABCA1促进胆固醇外排。目前,一项针对该药(NCT05267262)的研究正在招募XLAS和常染色体隐性遗传AS(ARAS)患者,计划纳入20例UPCR≥1 g/g的病例,治疗周期12周,主要终点时蛋白尿变化。
外显子跳跃疗法 利用反义寡核苷酸(ASO)靶向mRNA前体特定区域,从而在mRNA剪接过程中诱导特定外显子跳过,旨在将截短突变转化为框内缺失突变。针对AS截短突变的根本治疗策略是恢复α3α4α5(Ⅳ)三螺旋结构的形成(图1)。近期,Yamamura等[28]研发了针对COL4A5第21外显子截短突变的外显子跳跃疗法。他们设计ASO靶向COL4A5第21外显子,发现外显子跳跃能有效恢复三聚体的组装,并显著改善小鼠的临床和病理损伤、延长生存周期(图2A)。该研究为携带COL4A5截短突变的XLAS患者的治疗提供新的思路。然而,未来仍需进一步研究评估该疗法是否同样适用于COL4A5基因中其他34个长度为3倍数的外显子(即不破坏阅读框)。
图2 基因治疗示意图
ASO:反义寡核苷酸;PTC:过早终止密码子;NTC:正常终止密码子;A:外显子跳跃疗法;B:过早终止密码子通读疗法;C:CRISPR/Cas9基因编辑疗法
过早终止密码子通读疗法(PTC-RT) XLAS患者中约6%为COL4A5基因无义变异引起,导致蛋白质翻译提前终止,无法形成功能性的Ⅳ胶原三螺旋结构[29]。PTC-RT是指利用氨基糖苷类抗生素与核糖体解码位点结合并干扰tRNA与mRNA的配对,抑制校对过程,从而稳定促进终止密码子通读,恢复全长蛋白合成[30]。该疗法已在囊性纤维化,杜氏肌营养不良和遗传性皮肤病等疾病中证实有效。该疗法已在AS中进行了探索:研究者构建了一个基于纳米荧光素酶的翻译报告系统,评估49个AS中已报道的无义突变对PCT-RT的敏感性,发现其中11个对氨基糖苷介导的PTC-RT高度敏感。进一步研究表明,经结构优化的低肾毒性和耳毒性氨基糖苷类以及非氨基糖苷类PTC-RT药物,可在敏感突变体中诱导全长COL4A5蛋白合成(图2B)。此外,PTC-RT增强剂化合物能有效提升氨基糖苷介导的通读效率[31]。上述结果为PTC-RT疗法应用于AS提供了重要的实验依据。
基因编辑 基因编辑用于治疗AS尚处于探索阶段,其核心科学问题之一是能否通过基因干预修复已形成的异常GBM。Lin等[32]的研究为此提供了证据,在Col4a3-/-小鼠模型中,利用足细胞特异性可诱导转基因系统(NEFTA驱动)于出生后重新表达缺失的COL4A3,该策略成功地诱导足细胞分泌α3α4α5(Ⅳ)异源三聚体并重建GBM胶原网络,显著降低蛋白尿并延长生存期(>15个月)。另一项研究则利用患者尿液来源的足细胞谱系细胞,开发了一种双质粒CRISPR/Cas9系统,成功地靶向纠正了XLAS和ARAS致病性变异(图2C)[33]。这两项关键研究证实,针对足细胞谱系的基因编辑或者功能蛋白再表达可有效修复GBM缺陷,且成熟的GBM具有可塑性,为AS的临床基因治疗提供了理论依据。
干细胞治疗是利用干细胞的自我更新和多向分化潜能,通过再生和修复受损组织来治疗疾病。干细胞治疗AS目前已开展相关的基础研究,是治疗AS的新兴方向。研究者将野生型小鼠的骨髓移植到经辐照的Col4a3-/-小鼠体内,发现骨髓来源的祖细胞被募集到受损的肾小球,分化为足细胞和系膜细胞,并表达Ⅳ胶原α3链,形成α3α4α5(Ⅳ)三聚体,修复GBM的缺陷,改善小鼠的肾功能[34]。然而,另外一项研究证实多能间充质干细胞治疗虽能减轻Col4a3-/-小鼠肾小管周围毛细血管丢失和肾间质纤维化,但未能有效延缓小鼠的肾功能衰竭和延长生存时间[35]。目前,该领域尚缺乏临床研究,其可行性及临床应用价值仍需更多证据支持。
AS是一种基因型复杂、表型异质性显著的遗传性肾脏病。不同突变类型在发病机制上存在共性和差异,RAAS过度激活、氧化应激、炎症、纤维化、内皮损伤和脂质代谢异常等是不同突变类型的共同损伤途径。在RAASi治疗的基础上探索针对疾病不同靶点的联合用药方案是目前研究的重要方向之一。此外,针对特定基因突变类型的治疗策略,如分子伴侣治疗、基因治疗和干细胞治疗,代表了未来根治性治疗的方向。然而,除RAASi外,其他新型疗法仍缺乏充分的循证医学证据,未来尚需开展更大规模的研究以推动其临床转化。
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