Science子刊：揭示GAD基因疗法降低帕金森病症状机制

帕金森病（Parkinson’s disease, PD）是最为流行的突触核蛋白病（synucleinopathy），也是全球第二大常见的神经退行性疾病，影响着大约2%的60岁以上人群，发病率仅次于阿尔茨海默病。这种疾病的病理特征是大脑黑质纹状体中多巴胺能神经元的大量丢失，同时伴随着慢性神经炎症、线粒体功能障碍以及以路易小体（Lewy body）形式存在的富含α-突触核蛋白的蛋白聚集物的广泛堆积。

根据帕金森病基金会（Parkinson's Foundation）的数据，帕金森病是一种神经系统进行性疾病，影响美国大约100万人。早期症状包括震颤、睡眠困难、便秘和移动或行走困难，最终过渡到更严重的症状，如运动功能丧失和说话能力丧失，以及痴呆症。 大多数人在60多岁时开始出现症状，但是据报道，这种疾病也可发生在年仅2岁的患者身上。

基因疗法是一类治疗包括帕金森病在内的神经系统疾病的很有前途的方法。一项II期临床试验已表明通过基因疗法将谷氨酸脱羧酶（GAD）运送到帕金森病患者的丘脑底核（subthalamic nucleus, STN）中具有治疗效果。然而，介导这种治疗反应的确切机制仍然是不清楚的。

在一项新的研究中，为了确定这种机制，Martin Niethammer等人分析了接受GAD基因疗法的帕金森病患者和那些接受假手术（sham surgery）的患者的代谢成像数据，其中所有的患者均在术前以及术后6个月和12个月时接受扫描。那些接受GAD基因疗法的患者产生了一种独特的治疗依赖性多突触脑回路，这些研究人员称之为GAD相关模式（GAD–related pattern），它反映了将丘脑底核与运动皮层区域相关联在一起的新的多突触功能通路的形成。

当对所接受的治疗不知情时，基因疗法组患者和假手术组患者都产生了之前报道的安慰剂代谢网络，即假手术相关模式（sham surgery–related pattern）。然而，仅接受GAD基因疗法的帕金森病患者出现与临床改善相关的GAD相关模式。因此，这些结果表明GAD基因疗法的治疗效果可能是通过调节脑代谢来介导的。此外，治疗诱导的脑回路变化可用于临床试验中区分真正的治疗反应并提供对它们的内在生物学机制的深入认识。

参考资料：

Martin Niethammer et al. Gene therapy reduces Parkinson’s disease symptoms by reorganizing functional brain connectivity. Science Translational Medicine, 28 Nov 2018, DOI: 10.1126/scitranslmed.aau0713.