mTOR抑制剂治疗多发性硬化症的研究进展

姚 彬

（四川大学 华西基础医学与法医学院，四川 成都610041）

1 多发性硬化

多发性硬化 （Multiple sclerosis，MS）是一种慢性自身免疫性疾病，累及中枢神经系统，由神经炎症引起脱髓鞘和神经退行性变，导致感觉、运动、认知和情感障碍等[1]。在大多数患者中，早期通常为间歇性MS（replasing-remitting MS），数年后约15%发展为继发性进展型MS（secondary progressive MS）[2]。继发性进展型MS的特征为由神经退行性变引起的重度运动损害和痉挛等不可逆的临床缺陷。炎症和脱髓鞘直接引起轴突损伤，导致神经退行性变[3]。

1.1 治疗现状

目前对MS的治疗方案包括抗炎、免疫调节或免疫抑制治疗，以及克拉屈滨 （cladribine），阿仑单抗 （alemtuzumab）和利妥昔单抗（rituximab）等新药，对疾病早期阶段具有一定疗效，但对于进展期MS患者则效果有限[4]。这些治疗方案的局限性可能在于无法有效作用于MS中的某些炎性成分，而炎性成分在MS进展期极为活跃，如小胶质细胞和树突状细胞（Dendritic cell，DC）[5]；此外，进展期MS患者的血脑屏障下也存在区域化的炎性细胞，而大多数药物不能有效通过血脑屏障，因此无法对这些细胞发挥作用[6]。介于上述原因，需要更早期和更为主动的免疫调节或免疫抑制治疗，从而对MS实现早期干预，延缓疾病进展，这就需要发现能够有效通过血脑屏障、并且对固有免疫和适应性免疫系统均有作用的药物。

1.2 研究进展

实验性自身免疫性脑脊髓炎 （Experimental autoimmune encephalomyelitis，EAE）是广泛应用于T细胞介导的中枢神经系统脱髓鞘研究的动物模型，能够用于研究MS的疾病机制及治疗手段。通过利用髓鞘抗原（如髓鞘碱性蛋白（myelin basic protein，MBP）、蛋白脂质蛋白（proteolipid Protein，PLP）、 髓 鞘 少 突 胶 质 细 胞 糖 蛋 白 （myelin oligodendrocyte glycoprotein，MOG））对动物进行免疫，或给予髓鞘反应性T细胞，可以建立EAE动物模型。EAE模型能够呈现间歇性EAE和慢性EAE，分别模拟间歇性MS和原发性进展型MS。慢性EAE模型与间歇性EAE模型的病理表现的主要区别在于：与间歇性EAE相比，慢性EAE模型出现持续加重的髓鞘丢失、轴突损伤等病变，以及趋化因子、细胞因子表达升高，对髓鞘抗原特异性的CD8+T细胞也更多[7]。

2 mTOR

哺乳动物雷帕霉素靶蛋白（mammalian target of rapamycin，mTOR）是一种保守的丝/苏氨酸蛋白激酶，mTOR属于磷脂酰肌醇3激酶（PI3K）家族，在细胞生长和代谢调节中发挥重要作用，目前已知以mTor为核心可形成两种不同的蛋白复合体：mTORC1和mTORC2[8]。

mTORC1特有mTOR调节相关蛋白 （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、 细胞因子和生长因子等通过不同受体激活，同时也受其上游的AMP激酶（AMP kinase，AMPK）-结节性硬化复合体 2 （tuberous sclerosis complex 2，TSC2）信号调控，mTORC1主要通过调节其下游的4E结合蛋白1（4EBP1）和核糖体 S6 蛋白激酶 1（ribosomal S6 protein kinase 1，p70S6K）调控转录过程，从而实现对细胞生长和代谢的调控[10]；mTORC2特有雷帕霉素非敏感性蛋白伴侣 （rapamycin-insensitive companion of mTOR，rictor）和应激活化的蛋白激酶相互作用蛋白1（stress-activated protein kinase-interacting protein 1，Sin1）[11]， 主要介导 AKT 的 473 位丝氨酸磷酸化[12]，从而调控细胞对营养物质的摄取[13]、细胞骨架形成[14],等过程。

mTOR对细胞代谢的调控能够直接影响T细胞的增殖、分化和功能[15]，雷帕霉素等mTOR抑制剂则能够显著抑制T细胞的增殖[16]。

3 mTOR抑制剂在EAE中的神经保护作用

通过抑制mTOR，能够抑制CD4+效应T细胞分化，促进Treg细胞生成，并且直接作用于中枢胶质细胞产生抗炎作用，这些作用对于MS的治疗具有重要意义。

早在1977年，Martel等[17]就发现mTOR的强力抑制剂雷帕霉素（rapamycin）能够完全阻遏EAE的进展，这可能与雷帕霉素对外周免疫系统的作用有关。在用小鼠脊髓和结核分枝杆菌匀浆进行免疫的EAE模型中，雷帕霉素单用或与1,25-二羟基维生素D3合用均显著降低了病变的严重程度[18]。在慢性EAE小鼠模型中，雷帕霉素能够延缓临床症状的发生[19]，同时处理组小鼠的T细胞对于MOG35-55的反应性降低[20]。

此外，雷帕霉素还能够抑制间歇性EAE的发生和进展，这可能是通过抑制效应T细胞的作用以及增加Treg细胞的比例而实现的[21]。在另一项研究中，在间歇性EAE小鼠出现临床症状后，通过口服给予雷帕霉素3mg/kg共28天，治疗组小鼠的症状和组织病理学改变明显较对照组轻，其脾脏Treg细胞比例上升，而脾脏CD8+T细胞则减少[22]。

Delgoffe等[23]特异性敲除T细胞中的Rheb，发现mTORC1参与Th1和Th17的分化，另外，利用MOG35-55免疫的T-Theb-/-小鼠的病变较对照组更轻，其脊髓白细胞浸润以及Th1和Th17克隆扩增减少[23]，这些发现表明mTORC1的选择性敲除促进Th2分化。而特异性敲除mTORC2的T细胞仍具有分化为Th1和Th17的能力，但不能分化为Th2细胞[23]。Procaccini等[24]在EGFP-Foxp3小鼠中的研究发现，在给予小鼠自身抗原免疫前12h，用雷帕霉素处理EGFP-Foxp3小鼠能够通过促进Treg细胞增殖从而改善小鼠的临床症状。

上述研究表明，mTOR在EAE的发生、维持和进展中起着重要作用，而mTOR抑制剂雷帕霉素则能够延缓和改善相应症状。

雷帕霉素对于EAE的治疗作用可能是由于其能够穿过血脑屏障，并且作用于中枢胶质细胞而起到的抗炎作用。然而，雷帕霉素对于反应性星形胶质细胞的活性却没有显著影响[25]，研究发现，雷帕霉素处理小鼠的胼胝体脱髓鞘情况有明显改善，这可能是小胶质细胞炎性反应减轻和雷帕霉素作用的结果[20]。这种髓鞘保护作用可能与EAE动物症状改善有关。

神经病理性痛是MS患者常见的也是最难治的症状，而雷帕霉素能够减轻这一症状[26]。雷帕霉素能够提高感觉阈值，从而减少MS中的触诱发痛[20]。

4 小结

总之，mTOR不仅在细胞增殖和存活中发挥重要作用，而且能够通过调节炎症反应过程从而影响神经炎症的病理发生。在外周淋巴细胞和胶质细胞中的研究显示，mTOR抑制剂可能成为伴有炎症的神经系统疾病的候选药物。然而，mTOR在髓鞘形成和神经功能调控中所起到的决定性作用则会限制mTOR抑制剂的应用，如何确定使用mTOR抑制剂的恰当时机从而避免其对损伤后髓鞘和轴突再生的影响，这将成为应用mTOR抑制剂治疗多发性硬化症等神经退行性变疾病的一大挑战。

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