作者：浙江大学医学院附属第二医院 吴志英

伴皮质下梗死和白质脑病的常染色体显性遗传性脑动脉病（cerebral autosomal dominant arteriopathy with subcortical infarcts and leukoencephalopathy, CADASIL）是成人最常见的遗传性脑小血管病。CADASIL患者多在30～60岁发病，典型症状包括先兆性偏头痛、短暂性脑缺血或缺血性卒中反复发作、认知障碍及精神行为异常。CADASIL患者行皮肤活检，电镜下可见嗜锇颗粒物质沉积于皮肤的血管平滑肌和周细胞表面。

1996年，Joutel等报道了CADASIL的致病基因NOTCH3，使之成为诊断CADASIL的金标准。NOTCH3基因由33个外显子组成，编码一个由2321个氨基酸组成的单次跨膜受体。该受体胞外结构域由NOTCH3基因的2~24号外显子编码，包含34个上皮生长因子样重复序列（epidermal growth factor-like repeats，EGFR）。每个EGFR含有6个半胱氨酸残基，形成3对二硫键以稳定该受体的结构。目前报道的绝大多数CADASIL患者的致病变异位于34个EGFR序列上，且涉及半胱氨酸个数的改变，引起Notch3的结构异常。目前HGMD收录了400多种致病突变，超过95%为错义突变。有研究显示，携带EGFR 1-6内突变的患者比携带EGFR 7-34内突变的患者更早发生卒中或TIA，其白质高信号累及范围及腔隙性梗死面积均更大。

笔者团队于2017年回顾性分析了我国169个基因确诊的CADASIL家系共215例患者的临床特征、神经影像特征及遗传特点，发现TIA或缺血性卒中是CADASIL患者最常见的首发症状。中国患者携带突变主要位于11号外显子，其次为4号和3号外显子，其中最常见的突变是p.R607C和p.R544C。通过绘制携带上述突变患者的地域分布图，发现携带p.R607C突变的患者主要来自浙江和江苏，而携带p.R544C突变的患者主要来自福建和我国台湾地区，患者的地域分布较为集中，存在明显的奠基者效应。

基于该研究结果，笔者团队对不同种族人群中CADASIL患者的遗传和临床特征进行了汇总和比较，纳入了1998-2021年间报道的大于9个家系且提供详细遗传或临床数据的队列，并去除存在争议的非半胱氨酸突变及非EGFR区域内的突变，最终对1401个家系和1621例患者进行遗传和临床数据分析。结果表明，中国人群高频突变与既往研究一致，多分布于11号、4号和3号外显子上，亚洲人群高频突变分布与中国人群相似，而高加索人群的高频突变多分布于4号、11号、3号和19号外显子。与高加索人群相比，亚洲人群起病更晚，卒中和认知障碍发生率较高，而偏头痛和情绪障碍发生率较低。

目前CADASIL仍缺乏有效的治疗药物，其治疗以对症治疗为主。近年来许多临床前研究探索了靶向CADASIL的治疗方案，主要包括生长因子疗法、免疫疗法和基因疗法等。生长因子疗法主要探讨了干细胞因子和粒细胞集落刺激因子疗法对TgNotch3R90C转基因小鼠的治疗作用，观察到小鼠小动脉血管平滑肌的退化减轻、脑血管密度增加、认知功能明显改善。此外，多个团队探讨了免疫疗法的作用，包括Notch3激动剂A13抗体、5E1单克隆抗体等，虽在一定程度上改善了疾病小鼠的血管反应性，但疗效并不尽如人意。2022年在TgN3R182C150小鼠模型上进行了主动免疫治疗研究，即向小鼠注射NOTCH3 WT EGFR1~5和NOTCH3 R133C EGFR1~5混合物，观察到实验组小鼠大脑毛细血管的Notch3沉积明显减少约38-48%，血清中Notch3胞外结构域水平下降，这是首次在小鼠模型中观察到Notch3聚集的减少。

反义寡核苷酸（antisense oligonucleotide, ASO）和剪辑编辑器等基因疗法也被用于尝试治疗CADASIL。Rutten等在患者来源血管平滑肌细胞中使用ASO实现高加索人群高频突变区域Notch3 2-3、4-5、6号外显子的跳跃，Notch3及其下游蛋白表达未受影响，证明了外显子跳跃疗法在CADASIL中的可行性。最近，中山大学黄军就教授团队利用CADASIL患者来源的外周血单核细胞制备iPSC，体外分化为血管平滑肌细胞和血管类器官模型，使用腺相关病毒（AAV）split-ABEmax系统在类器官中对靶细胞进行了修复。

现有的研究结果提示，我国CADASIL患者的基因编辑治疗研究应针对p.R544C和p.R607C（均位于exon11）进行。笔者团队聚焦11号外显子开展了ASO相关的治疗研究，初步研究结果提示11号外显子跳跃后的Notch3蛋白能够正常表达、定位并发挥其受体的功能；进一步设计了多条针对11号外显子的ASO，在患者来源的成纤维细胞中实现了11外显子的跳跃，后续还将进一步验证跳跃后的Notch3功能。基因编辑治疗是极具潜力的治疗手段，目前在CADASIL治疗上的应用仍局限于体外细胞层面，需进一步深入研究。