小鼠模型助力Leber遺傳性視神經(jīng)病變（LHON）的診斷與治療

圖1 LHON急性期彩色眼底像。雙側(cè)視盤充血、顏色鮮紅、視盤邊緣模糊、視盤周圍毛細(xì)血管擴(kuò)張、迂曲^[1]
 

圖2 LHON慢性期色彩眼底像。雙側(cè)視盤邊界清晰、顳側(cè)蒼白^[1]

❖視野
早期為以中心暗點(diǎn)、旁中心暗點(diǎn)和與生理盲點(diǎn)相連的中心暗點(diǎn)最多見（圖3）。缺損范圍可逐漸擴(kuò)大^[1]。
 

圖3 LHON患者視野改變、雙眼中心暗點(diǎn)^[1]

小鼠模型
小鼠模型對探究LHON發(fā)病機(jī)制和治療藥物也有重要意義。由于技術(shù)的限制，獲取線粒體疾病的動物模型比較困難，目前也在進(jìn)行持續(xù)研究。

2002年，有學(xué)者在小鼠玻璃體腔內(nèi)注射魚藤酮，導(dǎo)致視網(wǎng)膜節(jié)細(xì)胞層和內(nèi)叢狀層中神經(jīng)元的損傷，這些位于視小鼠網(wǎng)膜中央的損傷與LHON患者視網(wǎng)膜病理切片相同，建立了第一個由線粒體功能障礙引起視神經(jīng)病變的小鼠模型。

后來有學(xué)者將通過改變mtDNA的編碼獲得突變的ND4mtDNA，最終可將ND4亞基中的精氨酸轉(zhuǎn)變?yōu)榻M氨酸，獲得ND4突變體，將腺相關(guān)病毒-ND4突變復(fù)合體注入小鼠玻璃體腔內(nèi)構(gòu)建了LHON模型，小鼠出現(xiàn)視盤水腫、視神經(jīng)萎縮、RGC凋亡和ROS增加。還有學(xué)者報道，將造成視神經(jīng)萎縮的突變mtDNA（ND6P25L）導(dǎo)入雌鼠體內(nèi)，在交配的后代中獲得LHON小鼠模型^[2]。

治療方式
LHON是線粒體遺傳病的典型代表，嚴(yán)重?fù)p害患者視力。關(guān)于LHON的治療方法也始終在不斷探索的過程中，然而始終未能發(fā)現(xiàn)減緩發(fā)病進(jìn)展，預(yù)防另一眼發(fā)病、甚至治療LHON的特效治療方案。目前，最理想的方法是基因治療領(lǐng)域。因人眼特殊的生理結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，直接傳遞病毒載體相對容易，使其成為研究者心目中的基因治療的首選器官。未來希望基因治療得以廣泛應(yīng)用，但目前這些方法尚處于研究階段，其治療的有效性及安全性有待于遠(yuǎn)期觀察^[3]。

❖對癥支持治療
主要支持手段有低視力助視器、戒煙酒和避免損害視神經(jīng)的藥物的使用并注重心理支持。LHON患者周邊視力常保留，因此當(dāng)視功能損害較為嚴(yán)重時可以考慮應(yīng)用低視力助視器來改善視功能從而提高生活質(zhì)量。

❖藥物治療
輔酶Q10：是位于線粒體內(nèi)膜上的親脂性電子載體，可繞過酶復(fù)合物Ⅰ直接將電子傳輸?shù)矫笍?fù)合物Ⅲ中，克服LHON患者酶復(fù)合物Ⅰ呼吸鏈的缺陷，從而恢復(fù)細(xì)胞能量的產(chǎn)生，可防止視力的進(jìn)一步喪失，促進(jìn)視力的恢復(fù)。但在臨床研究中發(fā)現(xiàn)，人體對于輔酶Q10的吸收十分緩慢，治療效果十分有限，因此它逐漸被另一種輔酶Q10的類似物艾地苯醌所替代^[4]。

艾地苯醌：艾地苯醌為短鏈小分子、容易通過血腦屏障，能夠清除自由基、抑制脂質(zhì)過氧化，保護(hù)RGC,在電子呼吸鏈中可以將電子直接傳遞給酶復(fù)合體Ⅲ，是國外目前唯一經(jīng)臨床研究證實(shí)有效的藥物^[5]。

❖基因治療
雙眼先后受累，這一時間間隔為LHON基因治療提供了“時間窗”。目前LHON基因治療研究僅針對攜帶ｍ.11778G＞A突變的患者。基因治療原則上是以野生型DNA替換掉突變型DNA并使野生型DNA進(jìn)行表達(dá)。對LHON而言，ND4亞單位由mtDNA編碼，但由于線粒體雙層膜結(jié)構(gòu)的限制，外源性野生型DNA無法直接進(jìn)入線粒體內(nèi)，目前這一過程多通過腺相關(guān)病毒（adeno-associated virus，AAV）作為載體介導(dǎo)的異位表達(dá)（allotopic expression）技術(shù)來實(shí)現(xiàn)^[6]，即野生型MT-ND4序列與患者核基因融合，表達(dá)的ND4蛋白在胞漿內(nèi)與AAV構(gòu)建重組體，在線粒體靶向序列的引導(dǎo)下，AAV-ND4重組體從胞漿轉(zhuǎn)運(yùn)至線粒體內(nèi)，因此可以改善線粒體氧化磷酸化及一定程度上補(bǔ)救RGC細(xì)胞功能，從而達(dá)到治療目的。

目前，中國、美國、法國均有相關(guān)臨床試驗(yàn)在進(jìn)行中，所用重組體主要為rAAV2-ND4、scAAV2-P1ND4v2和GS010（rAAV2/2-ND4）^[1]。

❖干細(xì)胞治療
眼科疾病干細(xì)胞治療研究（The Stem Cell Ophthalmology Treatment Study, SCOTS）應(yīng)用骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞（bone marrow-derived stem cells, BMSC）對5例LHON患者進(jìn)行治療，發(fā)現(xiàn)患者視敏度在EDTRS表上增加至35個字母，在Snellen視力表上從手動改善至0.1以及從指數(shù)水平改善至0.2，視野亦有改善，黃斑區(qū)和視盤周圍RNFL厚度增加，且未見明顯不良反應(yīng)^[7]。但干細(xì)胞治療在LHON中的療效及安全性尚需進(jìn)一步研究證實(shí)。

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參考文獻(xiàn)及引用圖片來源：
[1]王佳偉,趙娟.Leber遺傳性視神經(jīng)病變診斷和治療專家共識[J].眼科,2019,28(05):328-335.DOI:10.13281/j.cnki.issn.1004-4469.2019.05.003.

[2]楊雪瑩,陳長征.Leber遺傳性視神經(jīng)病變的細(xì)胞及動物模型應(yīng)用研究進(jìn)展[J].中華眼底病雜志,2021,37(10):825-830.

[3]王丹. G11778A型Leber遺傳性視神經(jīng)病變的臨床特征、視網(wǎng)膜神經(jīng)纖維層厚度及篩板形態(tài)學(xué)研究[D].華中科技大學(xué),2021.DOI:10.27157/d.cnki.ghzku.2021.000190.

[4]姜利斌,郭思彤.Leber遺傳性視神經(jīng)病變診治進(jìn)展與挑戰(zhàn)[J].中華眼底病雜志,2021,37(10):749-752.

[5]程宇芳,陳長征.光相干斷層掃描及其血管成像在Leber遺傳性視神經(jīng)病變中的應(yīng)用研究進(jìn)展[J].中華眼底病雜志,2021,37(10):821-825.

[6]Guy J, Qi X, Pallotti F, et al. Rescue of a mitochondrial deficiency causing Leber hereditary optie neuropathy. Ann Neurol, 2002, 52 (5): 534-542.

[7]Weiss JN, I.z*vy S. Benes SC. Stem cell ophthalmology treatment study (SCOTS): bone marrow-derived stem cells in the treatment of Leber's hereditary optic neuropathy. Neural Regen Res, 2016, 1 1 (10): 1685-1694.