mTOR抑制劑治療多發性硬化癥的研究進展

姚 彬

（四川大學 華西基礎醫學與法醫學院，四川 成都610041）

1 多發性硬化

多發性硬化 （Multiple sclerosis，MS）是一種慢性自身免疫性疾病，累及中樞神經系統，由神經炎癥引起脫髓鞘和神經退行性變，導致感覺、運動、認知和情感障礙等[1]。在大多數患者中，早期通常為間歇性MS（replasing-remitting MS），數年后約15%發展為繼發性進展型MS（secondary progressive MS）[2]。繼發性進展型MS的特征為由神經退行性變引起的重度運動損害和痙攣等不可逆的臨床缺陷。炎癥和脫髓鞘直接引起軸突損傷，導致神經退行性變[3]。

1.1 治療現狀

目前對MS的治療方案包括抗炎、免疫調節或免疫抑制治療，以及克拉屈濱 （cladribine），阿侖單抗 （alemtuzumab）和利妥昔單抗（rituximab）等新藥，對疾病早期階段具有一定療效，但對于進展期MS患者則效果有限[4]。這些治療方案的局限性可能在于無法有效作用于MS中的某些炎性成分，而炎性成分在MS進展期極為活躍，如小膠質細胞和樹突狀細胞（Dendritic cell，DC）[5]；此外，進展期MS患者的血腦屏障下也存在區域化的炎性細胞，而大多數藥物不能有效通過血腦屏障，因此無法對這些細胞發揮作用[6]。介于上述原因，需要更早期和更為主動的免疫調節或免疫抑制治療，從而對MS實現早期干預，延緩疾病進展，這就需要發現能夠有效通過血腦屏障、并且對固有免疫和適應性免疫系統均有作用的藥物。

1.2 研究進展

實驗性自身免疫性腦脊髓炎 （Experimental autoimmune encephalomyelitis，EAE）是廣泛應用于T細胞介導的中樞神經系統脫髓鞘研究的動物模型，能夠用于研究MS的疾病機制及治療手段。通過利用髓鞘抗原（如髓鞘堿性蛋白（myelin basic protein，MBP）、蛋白脂質蛋白（proteolipid Protein，PLP）、 髓 鞘 少 突 膠 質 細 胞 糖 蛋 白 （myelin oligodendrocyte glycoprotein，MOG））對動物進行免疫，或給予髓鞘反應性T細胞，可以建立EAE動物模型。EAE模型能夠呈現間歇性EAE和慢性EAE，分別模擬間歇性MS和原發性進展型MS。慢性EAE模型與間歇性EAE模型的病理表現的主要區別在于：與間歇性EAE相比，慢性EAE模型出現持續加重的髓鞘丟失、軸突損傷等病變，以及趨化因子、細胞因子表達升高，對髓鞘抗原特異性的CD8+T細胞也更多[7]。

2 mTOR

哺乳動物雷帕霉素靶蛋白（mammalian target of rapamycin，mTOR）是一種保守的絲/蘇氨酸蛋白激酶，mTOR屬于磷脂酰肌醇3激酶（PI3K）家族，在細胞生長和代謝調節中發揮重要作用，目前已知以mTor為核心可形成兩種不同的蛋白復合體：mTORC1和mTORC2[8]。

mTORC1特有mTOR調節相關蛋白 （regulatory-associated protein of mTOR，Raptor） 和 40kD的富含脯氨酸的 AKT底物 （proline-rich AKT substrate of 40 kda，PRAS40）[9]，mTORC1 可被激素、 細胞因子和生長因子等通過不同受體激活，同時也受其上游的AMP激酶（AMP kinase，AMPK）-結節性硬化復合體 2 （tuberous sclerosis complex 2，TSC2）信號調控，mTORC1主要通過調節其下游的4E結合蛋白1（4EBP1）和核糖體 S6 蛋白激酶 1（ribosomal S6 protein kinase 1，p70S6K）調控轉錄過程，從而實現對細胞生長和代謝的調控[10]；mTORC2特有雷帕霉素非敏感性蛋白伴侶 （rapamycin-insensitive companion of mTOR，rictor）和應激活化的蛋白激酶相互作用蛋白1（stress-activated protein kinase-interacting protein 1，Sin1）[11]， 主要介導 AKT 的 473 位絲氨酸磷酸化[12]，從而調控細胞對營養物質的攝取[13]、細胞骨架形成[14],等過程。

mTOR對細胞代謝的調控能夠直接影響T細胞的增殖、分化和功能[15]，雷帕霉素等mTOR抑制劑則能夠顯著抑制T細胞的增殖[16]。

3 mTOR抑制劑在EAE中的神經保護作用

通過抑制mTOR，能夠抑制CD4+效應T細胞分化，促進Treg細胞生成，并且直接作用于中樞膠質細胞產生抗炎作用，這些作用對于MS的治療具有重要意義。

早在1977年，Martel等[17]就發現mTOR的強力抑制劑雷帕霉素（rapamycin）能夠完全阻遏EAE的進展，這可能與雷帕霉素對外周免疫系統的作用有關。在用小鼠脊髓和結核分枝桿菌勻漿進行免疫的EAE模型中，雷帕霉素單用或與1,25-二羥基維生素D3合用均顯著降低了病變的嚴重程度[18]。在慢性EAE小鼠模型中，雷帕霉素能夠延緩臨床癥狀的發生[19]，同時處理組小鼠的T細胞對于MOG35-55的反應性降低[20]。

此外，雷帕霉素還能夠抑制間歇性EAE的發生和進展，這可能是通過抑制效應T細胞的作用以及增加Treg細胞的比例而實現的[21]。在另一項研究中，在間歇性EAE小鼠出現臨床癥狀后，通過口服給予雷帕霉素3mg/kg共28天，治療組小鼠的癥狀和組織病理學改變明顯較對照組輕，其脾臟Treg細胞比例上升，而脾臟CD8+T細胞則減少[22]。

Delgoffe等[23]特異性敲除T細胞中的Rheb，發現mTORC1參與Th1和Th17的分化，另外，利用MOG35-55免疫的T-Theb-/-小鼠的病變較對照組更輕，其脊髓白細胞浸潤以及Th1和Th17克隆擴增減少[23]，這些發現表明mTORC1的選擇性敲除促進Th2分化。而特異性敲除mTORC2的T細胞仍具有分化為Th1和Th17的能力，但不能分化為Th2細胞[23]。Procaccini等[24]在EGFP-Foxp3小鼠中的研究發現，在給予小鼠自身抗原免疫前12h，用雷帕霉素處理EGFP-Foxp3小鼠能夠通過促進Treg細胞增殖從而改善小鼠的臨床癥狀。

上述研究表明，mTOR在EAE的發生、維持和進展中起著重要作用，而mTOR抑制劑雷帕霉素則能夠延緩和改善相應癥狀。

雷帕霉素對于EAE的治療作用可能是由于其能夠穿過血腦屏障，并且作用于中樞膠質細胞而起到的抗炎作用。然而，雷帕霉素對于反應性星形膠質細胞的活性卻沒有顯著影響[25]，研究發現，雷帕霉素處理小鼠的胼胝體脫髓鞘情況有明顯改善，這可能是小膠質細胞炎性反應減輕和雷帕霉素作用的結果[20]。這種髓鞘保護作用可能與EAE動物癥狀改善有關。

神經病理性痛是MS患者常見的也是最難治的癥狀，而雷帕霉素能夠減輕這一癥狀[26]。雷帕霉素能夠提高感覺閾值，從而減少MS中的觸誘發痛[20]。

4 小結

總之，mTOR不僅在細胞增殖和存活中發揮重要作用，而且能夠通過調節炎癥反應過程從而影響神經炎癥的病理發生。在外周淋巴細胞和膠質細胞中的研究顯示，mTOR抑制劑可能成為伴有炎癥的神經系統疾病的候選藥物。然而，mTOR在髓鞘形成和神經功能調控中所起到的決定性作用則會限制mTOR抑制劑的應用，如何確定使用mTOR抑制劑的恰當時機從而避免其對損傷后髓鞘和軸突再生的影響，這將成為應用mTOR抑制劑治療多發性硬化癥等神經退行性變疾病的一大挑戰。

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