Спинальные мышечные атрофии (СМА) — группа аутосомно-рецессивных заболеваний двигательных нейронов передних рогов спинного мозга, частота которых составляет приблизительно 1 на 11 тыс. новорожденных [1—3]. СМА включены Минздравом России в Перечень орфанных заболеваний (на 31 марта 2022 г.). Они являются наиболее распространенной среди наследственных заболеваний причиной детской смертности, клинически проявляются постепенно нарастающей слабостью, развитием периферических параличей, атрофией мышц [4—6].

СМА классифицируются на четыре типа: тип I является наиболее тяжелым и в первую очередь поражает новорожденных, тип IV — самая легкая форма с дебютом заболевания во взрослом возрасте [7—9]. Детская форма (СМА типа I) является наиболее частой, на ее долю приходится примерно ¹/₂ пациентов [10, 11], когда постепенно появляются гипотония, задержка двигательных функций и трудности с кормлением в течение первых 6 мес жизни [12]. Дети со СМА типа I не сидят самостоятельно. Происходит поражение дыхательных мышц, при этом средняя выживаемость без искусственной вентиляции легких (ИВЛ) составляет 8—24 мес [6, 13]. При менее тяжелой форме, СМА типа II, заболевание проявляется в возрасте от 6 до 18 мес. Дети способны самостоятельно сидеть, но не могут ходить без посторонней помощи. Большинство из этих пациентов доживают до 25 лет. СМА типа III включает пациентов от 1,5 до 30 лет, которые могут самостоятельно ходить, заболевание манифестирует в этот возрастной диапазон. Тип IV является самой легкой и наименее распространенной формой СМА, начало заболевания приходится на зрелый возраст, прогноз доброкачественный [3].

С 1 января 2022 г. вступила в силу Международная классификация болезней (МКБ-11 версия), на территории Российской Федерации планируется постепенный переход до 2024 г. согласно Распоряжению Правительства №2900-P от 15.10.2021 «Об утверждении плана мероприятий по внедрению Международной статистической классификации болезней и проблем, связанных со здоровьем, одиннадцатого пересмотра (МКБ-11) на территории Российской Федерации на 2021—2024 г.». СМА согласно МКБ-11 соответствует шифр «8B61» [14].

С целью верификации диагноза в настоящее время применяется комплексный подход, включающий неврологический осмотр пациентов, проведение электромиографии, генеалогический анализ, молекулярно-генетические методы с использованием мультиплексной лигазной реакции, позволяющей определить копии генов SMN1, SMN2 [15].

Актуальный вопрос современной неврологии — патогенетическая терапия данной категории пациентов, целью которой является повышение уровня белка выживаемости мотонейронов. Обзор литературы посвящен анализу современных подходов к терапии СМА, освещаются актуальные результаты исследований, направленных на синтез новых лекарственных средств.

Проведен поиск доступной литературы, опубликованной и проиндексированной в международных реферативных базах Scopus, Web of Science, PubMed, Embase, для всех публикаций, связанных с современными методами лечения СМА, по ключевым словам «спинальные мышечные атрофии», «нервно-мышечные заболевания», «патогенетическая терапия».

Этиология СМА — недостаток белка выживаемости моторных нейронов (SMN), связанный с мутациями в гене SMN1. В области 5q13 есть 2 высокогомологичных гена, SMN1 и SMN2 [15]. Гены размером 20 кБ содержат 9 экзонов со стоп-кодоном, расположенным ближе к концу 7-го экзона, и продуцируют белок, содержащий 294 аминокислоты. Теломерные гены SMN1 и центромерные гены SMN2 расположены в перевернутой дупликации. Существует 5 однонуклеотидных различий между SMN1 и SMN2 [16]. Однако это разница в одной паре оснований (840 C>T) в кодирующих областях между SMN1 и SMN2, которая не изменяет аминокислотную структуру, но приводит к альтернативному сплайсингу и, таким образом, деградации большей части белка, продуцируемого SMN2 [16, 17].

Лечение СМА ранее носило исключительно симптоматический характер [17, 18]. Одним из осложнений СМА является поражение органов дыхания, именно это становится причиной летальности при СМА. Неинвазивная ИВЛ может использоваться при более легких формах СМА, и ей следует отдавать предпочтение, когда это возможно. Использование трахеостомии и инвазивной ИВЛ у младенцев со СМА с годами увеличилось [13], но по-прежнему сопряжено с этическими дилеммами, подход к этому вопросу различается [19, 20].

Увеличение массы тела и усиление контрактур могут быть связаны с более быстрым ухудшением течения СМА [21]. Поэтому для улучшения функции и предотвращения развития контрактур используются упражнения на растяжку и фиксацию. У детей со СМА I и II типов распространенность сколиоза составляет приблизительно 80% [22]. Грудной бандаж используется в качестве первой линии терапии у детей с меньшей степенью сколиоза, в то время как в более тяжелых случаях может потребоваться хирургическое вмешательство для стабилизации функции легких и улучшения комфорта [23, 24]. Рекомендуется ежегодный мониторинг минеральной плотности костной ткани и уровня витамина D [21]. Бульбарная слабость и нарушение моторики желудочно-кишечного тракта часто встречаются при СМА, что требует тщательного мониторинга процесса питания [25]. В дополнение к перечисленными клиническим проявлениям появляется все больше данных о вовлечении в патологический процесс других органов и систем [26]. Действительно, SMN является повсеместно экспрессируемым белком и может играть роль за пределами ЦНС [27]. Несколько исследований показали более высокую, чем ожидалось, частоту пороков развития сердца у младенцев с СМА в тяжелом состоянии [28—30]. Доклинические данные также указывают на первичную дисфункцию мышечных и нервно-мышечных соединений при СМА [31]. Эти результаты предполагают, что восстановление экспрессии SMN во всем организме может потребоваться для полной коррекции патологии СМА.

С момента первого описания генетической причины заболевания понимание генетической, молекулярной и патофизиологической основ СМА привело к прогрессу в разработке новых терапевтических стратегий [8]. В настоящее время целью разработки принципов терапии СМА является повышение уровня белка SMN. За последние десятилетия большие усилия по выяснению молекулярных механизмов СМА привели к разработке новых методов лечения, модифицирующих течение заболевания [8, 9].

Существование гомологичного гена SMN2 привело к разработке стратегий для увеличения количества полноразмерного белка SMN, транслируемого из SMN2, путем содействия сохранению экзона 7. Одним из способов достижения этой цели является использование антисмысловых олигонуклеотидов (ASO). Нусинерсен (торговое название Spinraza) представляет собой ASO, который гибридизуется с мишенью в интроне 7 SMN2 [32—34]. Это блокирует связывание гетерогенных ядерных рибонуклеопротеинов и предотвращает сборку сплайсеров. Конечным результатом являются сохранение экзона 7 и экспрессия полноразмерного белка SMN. Нусинерсен включает в свой состав синтетический 20-O-метоксиэтилолигонуклеотид, который делает его более устойчивым к разложению ядрами и продлевает его период полураспада до 4—6 мес, препарат одобрен FDA в декабре 2016 г., права на интеллектуальную собственность принадлежат компании «Biogen», на территории Российской Федерации зарегистрирован в 2019 г. [35]. Из-за неспособности ASO преодолевать гематоэнцефалический барьер нусинерсен требует интратекального введения. Он вводится в виде серии из 4 нагрузочных доз в течение 2 мес, за которыми следуют поддерживающие дозы каждые 4 мес. Было показано, что при детской СМА нусинерсен вдвое снижает риск смерти или потребности в постоянной ИВЛ [36, 37]. Общая смертность также была снижена на 63%. Из получавших нусинерсен младенцев 41% продемонстрировали улучшение двигательных функций по сравнению с детьми в контрольной группе. Положительный эффект был более значительным у тех пациентов, кто получал пресимптоматическое лечение или в течение 3 мес от начала заболевания [36, 38]. Нусинерсен также был эффективен у детей старшего возраста с началом СМА после 6 мес, которые получали лечение в возрасте от 2 до 12—15 лет [39—41]. У 57% пациентов, получавших нусинерсен, наблюдалось улучшение двигательных функций и у 26% — в группе сравнения. В настоящее время проводятся дополнительные исследования для оценки безопасности и эффективности более высоких доз нусинерсена. Потенциальная токсичность ASO включает тромбоцитопению, нарушения свертываемости крови и поражение почек. В клинических испытаниях побочные эффекты нусинерсена включали бессимптомную тромбоцитопению и протеинурию [42]. Количество тромбоцитов, исследования свертываемости крови и анализ мочи контролируются до начала лечения и перед каждой инфузией.

Необходимость введения ASO посредством регулярных интратекальных инфузий привела к поиску малых молекул, способных модулировать сплайсинг SMN2 аналогичным образом, но с легкостью перорального введения. По сравнению с ASO малые молекулы также обладают преимуществом значительной активности вне ЦНС. Одна из этих молекул, RG7800, показала положительные результаты в исследованиях на животных и ранних исследованиях на людях, но ее разработка была прекращена после выявления токсического действия на сетчатку у приматов [43, 44]. Было показано, что родственная молекула рисдиплам утроила уровень белка SMN на животных моделях СМА с хорошим профилем безопасности [44]. Его эффективность была оценена в 2 завершенных клинических исследованиях. Итоговые результаты ожидают публикации, но данные, представленные в FDA, указывают на улучшение двигательной функции и выживаемости без ИВЛ при СМА, а также на улучшение двигательных функций при СМА с поздним началом. Эти результаты привели к одобрению препарата FDA в августе 2020 г. [45, 46].

В отличие от стратегий, направленных на изменение сплайсинга SMN2, генная терапия подразумевает «разовую» терапию по лечению СМА. Доставка рекомбинантного гена осуществляется с помощью вирусного вектора [47]. Аденоассоциированный вирус (AAV) стал предпочтительным средством для лечения моногенных заболеваний человека. AAV представляет собой непатогенный вирус, который способен достигать длительной экспрессии трансгена без интеграции в геном хозяина и с незначительной активацией врожденных иммунных реакций [48—50]. Было описано несколько встречающихся в природе и сконструированных серотипов AVV, которые отличаются по своему тканевому тропизму [51, 52]. AAV9 проявляет тропизм к ЦНС и мышцам и используется для доставки генов при SMA. Для этого применения вирусный капсид сохраняется для доставки, но гены rep и cap заменяются рекомбинантным трансгеном SMN.

Генная терапия с помощью AVXS-101 была изучена в клиническом исследовании у 15 младенцев со СМА в возрасте 1—8 мес. Генная терапия увеличила выживаемость без ИВЛ более чем на 20 мес у всех 15 пациентов, получавших лечение, по сравнению с 8% контрольной группы [53]. У всех пролеченных пациентов также наблюдалось улучшение двигательных функций. Из 12 пациентов в группе с более высокими дозами 11 могли самостоятельно сидеть, а 2 — самостоятельно ходить [54]. Только самый взрослый пациент, получавший лечение во время исследования, не мог говорить и безопасно глотать. Эти результаты привели к одобрению FDA онасемногена абепарвовека (Zolgensma) в 2019 г., препарат зарегистрирован на территории Российской Федерации в 2021 г. Одобрение FDA предназначено для лечения детей в возрасте до 2 лет. Опыт применения в возрастной группе от 8 мес до 2 лет ограничен, но ранние данные, полученные после коммерциализации свидетельствуют, что большинство этих детей также могут ожидать значительного улучшения функциональных результатов [55]. Не было опубликовано никаких данных о детях старше 2 лет или массой тела более 11 кг. Ключевым фактором безопасности, связанным с генной терапией, является иммуногенность вирусных векторов и гепатотоксичность, связанная с ожидаемым поглощением AAV печенью [50]. Бессимптомная тромбоцитопения и повышение уровня сывороточных трансаминаз часто встречаются у пациентов со СМА, получающих генную терапию, в особенности у детей старшего возраста [53, 55]. Из-за опасений по поводу иммунного ответа на лечение пациенты с антителами против AAV9 на исходном уровне исключаются. Все пациенты получают лечение преднизолоном в дозе 1 мг/кг, начиная за 1 день до переноса гена, которое продолжается не менее 30 дней и дольше, если сохраняется повышение уровня трансаминаз, затем доза уменьшаются в течение 4 нед. После генной терапии у всех пациентов вырабатываются антитела против вирусного вектора, что создает препятствие для повторного введения [56]. Для улучшения профиля безопасности генной терапии в настоящее время предпринимаются усилия по созданию вирусных векторов с меньшей иммуногенностью и меньшим поглощением печенью путем либо рационального проектирования, либо направленной эволюции [51]. Также усилия направлены на оптимизацию иммуносупрессивного лечения, которое могло бы позволить проводить терапию у пациентов с уже существующими антителами и при необходимости проводить повторное лечение [57, 58].

Несмотря на одобрение FDA онасемногена абепарвовека, остается много вопросов относительно оптимального выбора пациентов, введения и долгосрочных эффектов. В ключевом клиническом исследовании AVXS-101 все пролеченные пациенты были в возрасте до 8 мес. Дозирование зависит от массы тела, что вызывает опасения по поводу системной токсичности при более высоких дозах, которые потребовались бы пациентам старшего возраста. По этой причине в клиническом испытании (NCT03381729) проводится оценка интратекального введения у этих пациентов [59].

Восстановление экспрессии SMN с помощью генной терапии, а не сплайсинга SMN2, поднимает вопрос о потенциальной долгосрочной токсичности, связанной со сверхэкспрессией. У пациентов со СМА уровни белка SMN снижаются с возрастом после перинатального периода [60, 61]. Трансген SMN, доставляемый вирусом, не находится под контролем того же эндогенного промотора, что и SMN1 и SMN2, следовательно, не подчиняется тем же регуляторным механизмам [53]. Связанный с этим вопрос касается продолжительности экспрессии трансгена. Поскольку двигательные нейроны сохраняются на протяжении всей жизни человека, существует перспектива, что преимущества генной терапии при СМА будут длительными. Недавно были представлены данные долгосрочного наблюдения за 10 из 12 испытуемых, получивших высокую дозу AVXS-101, увеличивающуюся до среднего возраста 6,0 года и среднего времени с момента введения 5,5 года. Все пациенты выживают без необходимости постоянной ИВЛ и без потери ранее достигнутых показателей. Два пациента приобрели способность стоять с посторонней помощью [54, 62].

На сегодняшний день не проводилось прямых исследований, сравнивающих нусинерсен, рисдиплам и онасемноген абепарвовек. Сравнение между исследованиями ограничено различиями в проведении испытаний, однако общая выживаемость, выживаемость без ИВЛ и достижение двигательных показателей были значительно выше в основном исследовании AVXS-101, чем в исследовании ENDEAR nusinersen в аналогичной возрастной группе [63].

Еще один требующий ответа вопрос касается роли комбинированной терапии. Действительно, несмотря на очевидные преимущества каждого из 3 препаратов, введенных на сегодняшний день, почти у всех пациентов, которых лечат после появления симптомов, продолжают проявляться признаки заболевания. Таким образом, комбинирование нескольких агентов, особенно с различными механизмами действия, может принести дополнительные эффекты. Небольшое число пациентов получали или продолжали получать нусинерсен или рисдиплам после генной терапии [64, 65]. Это говорит, что данный подход безопасен, но его долгосрочные преимущества еще предстоит определить. Продолжающееся открытое исследование рисдиплама у пациентов, ранее получавших другие препараты, может помочь установить, есть ли какие-либо дальнейшие улучшения у тех пациентов, кто уже получал генную терапию. Пациенты, участвовавшие в расширенном исследовании нусинерсена (SHINE, NCT02594124), также теперь имеют право на лечение рисдипламом с открытой маркировкой, что потенциально позволяет комбинировать 2 препарата, которые модулируют сплайсинг SMN2 [66—68].

Также современным подходом в терапии СМА являются методы, нацеленные на скелетные мышцы, а не на двигательные нейроны, они также исследуются при других нервно-мышечных расстройствах. Первым из них является ингибирование миостатина. Миостатин — это сигнальная молекула, которая ингибирует рост мышц [69, 70]. SRK-015 — моноклональное антитело, направленное против миостатина [71]. В мышиной модели СМА было обнаружено, что мышечная масса и сила увеличиваются после лечения до восстановления экспрессии белка SMN [72]. Это говорит о потенциальной роли SRK-015 в качестве дополнительного лечения при СМА, его эффективность в настоящее время оценивается в клиническом исследовании фазы 2 (TOPAZ, NCT03921528) [46]. BIIB 110 (ALG 801), другой ингибитор миостатина, также оценивается в исследовании фазы 1 [46].

Другим подходом к восстановлению функции скелетных мышц при СМА является быстрая активация тропонина скелетных мышц [73]. Цель этих средств — улучшение переносимости физических нагрузок и отсрочка наступления атонии [74]. Тирасемтив является активатором тропонина, ранее рассматривался как возможное средство для лечения бокового амиотрофического склероза. Препарат не продемонстрировал эффективность у взрослых с боковым амиотрофическим склерозом, что, возможно, было связано с его плохой переносимостью [75]. Релдесемтив (CK 2127107) представляет собой препарат второго поколения, который не проникает через гематоэнцефалический барьер, отличается лучшей переносимостью и более высокой эффективностью [75, 76]. Релдесемтив был изучен в ходе испытания фазы 2 в СМА II—IV типа, при этом более высокая доза показала возможное улучшение результатов теста на 6-минутную ходьбу и дыхательной функции по сравнению с плацебо [77, 78].

Аутофагия — это процесс, посредством которого содержимое цитоплазмы доставляется аутофагосомами в лизосомы для деградации. В исследованиях in vitro и in vivo сообщалось об увеличении количества аутофагосом в цитоплазме мотонейронов СМА, что позволяет предположить, что нарушение регуляции аутофагии может изменять внутриклеточные обороты, приводящие к цитотоксичности. Более того, внутримышечные инъекции нейротрофического фактора тяжелой цепи столбнячного токсина могут снижать экспрессию маркеров аутофагии в мышцах экспериментальных мышей без влияния на массу тела и время выживания. Кроме того, было показано, что ингибирование аутофагии путем внутрижелудочкового введения 3-метиладенина нормализует процессы аутофагии, увеличивает продолжительность жизни и улучшает двигательные функции у больных СМА [79].

Аутофагия и апоптоз связаны при СМА, о чем свидетельствует тот факт, что введение 3-метиладенина уменьшает также апоптотическую гибель клеток в поясничном отделе спинного мозга. Несколькими исследованиями было продемонстрировано, что апоптоз участвует в патогенезе СМА. Уменьшение количества белка SMN способствует апоптозу in vitro. Каскады с Jun NH2-концевой киназы (JNK), которые, как известно, играют проапоптотическую роль, активируются у экспериментальных мышей и пациентов со СМА. Одновременное выключение JNK3-SMN∆7 (KO) на мышиной модели демонстрирует более мягкий фенотип SMA. Кроме того, фармакологическое ингибирование JNK улучшает морфологические особенности, двигательные характеристики и продолжительность жизни мышей с СМА [78, 79].

Другой возможной терапевтической мишенью является агрин, синаптический органайзер, имеющий отношение к эффективности нервно-мышечной передачи. В мышцах экспериментальных мышей было обнаружено снижение уровня экспрессии агрина на 50%. Введение C-концевого фрагмента мышиного агрина может восстановить перекрестные помехи между мышцами и мотонейронами с положительным воздействием на созревание нервно-мышечного соединения и мышечный тропизм. Насыщение агрина параллельно с улучшением на общий фенотип заболевания и длительную выживаемость у мышей с тяжелым поражением модели СМА [79].

Интересно, что ядерный фактор-путь каппа B, глубоко изученный при другом нервно-мышечном расстройстве в детском возрасте, таком как мышечная дистрофия Дюшенна, по-видимому, также вовлечен в патогенез СМА. Этот путь модулирует выживаемость клеток в мотонейронах спинного мозга мышей, индуцированных нейротрофическими факторами, его ингибирование вызывает снижение содержания SMN в мотонейронах [79].

Заключение

Таким образом, результаты проводимых исследований являются многообещающими, но необходимы дополнительные испытания перед клиническим внедрением новых соединений, действующих на новые клеточные/молекулярные пути. Комбинации различных препаратов, повышающих уровень SMN, или с терапией, воздействующей на мышечный аппарат, должны быть продолжены.

За последние 7 лет в области лечения СМА были достигнуты значительные успехи, одно из главных достижений — внедрение нескольких новых методов лечения, модифицирующих заболевание, использующих или модуляцию сплайсинга SMN2, или генную заместительную терапию. Оба подхода подчеркивают важность ранней диагностики и лечения.

Вероятно, частота клинических проявлений и исход СМА будут значительно изменены в ближайшие годы благодаря сочетанию тестирования на носительство, скрининга новорожденных и раннего лечения. Необходимо проведение дальнейших клинических исследований, чтобы определить, возможно ли повышение эффективности лечения СМА с помощью комбинированной терапии. Долгосрочная эффективность и результаты генной терапии также потребуют дальнейшего мониторинга.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.