DMD基因,也称为肌营养不良蛋白基因,是人类基因组中最大的基因之一,其总内含子含量超过2.2Mb。该基因编码的蛋白质——肌营养不良蛋白,是一种在骨骼肌、心肌和平滑肌细胞中广泛表达的细胞骨架蛋白,对于维持肌肉结构和功能至关重要。DMD基因突变是导致杜氏肌营养不良症(DMD)的主要原因,这是一种严重的X连锁隐性遗传病,患者通常表现为进行性肌肉无力和萎缩,最终导致瘫痪。此外,DMD基因突变还可能导致贝克肌营养不良症(BMD)等较少见的临床表型,这些表型通常具有较轻的症状和较晚的发病年龄。
DMD基因突变的形式多种多样,包括大片段的缺失、重复、小片段的突变、剪接位点缺陷以及深内含子的突变。这些突变导致肌营养不良蛋白的缺失或功能异常,进而引发一系列肌肉病理改变。近年来,随着基因测序技术的发展,越来越多的DMD基因突变被发现。例如,研究发现,DMD基因中的伪外显子(PEs)在一些个体的成熟mRNA中频繁出现,这些PEs可能是由基因突变或剪接体错误引起的。此外,DMD基因的突变谱在不同人群中具有差异,例如,在中国汉族人群中,DMD基因的突变谱与多民族群体存在一定差异[1][2][3][4]。
针对DMD的治疗方法主要包括以下几个方面:
1. 恢复肌营养不良蛋白的表达:这类治疗方法旨在通过基因替换、基因编辑、RNA编辑等手段,恢复肌营养不良蛋白的表达或功能。例如,使用腺相关病毒载体进行基因治疗,或使用CRISPR-Cas9技术进行基因编辑,有望恢复肌营养不良蛋白的表达[5][6]。
2. 靶向肌营养不良蛋白缺陷的下游病理过程:这类治疗方法旨在通过调节与肌营养不良蛋白缺陷相关的下游信号通路,改善肌肉功能。例如,使用抗肌萎缩蛋白抗体或肌肉生长因子,促进肌肉生长和修复[7]。
3. 靶向肌营养不良蛋白缺陷的并发症:这类治疗方法旨在通过调节与肌营养不良蛋白缺陷相关的并发症,如心脏疾病和呼吸系统疾病,改善患者的生活质量。例如,使用心脏药物或呼吸支持设备,缓解相关症状[8]。
尽管目前已有一些治疗方法取得了一定的疗效,但仍存在许多挑战。例如,基因治疗的效率较低,且可能引发免疫毒性等不良反应。此外,基因治疗在临床转化过程中也面临诸多难题,如基因传递的稳定性、安全性等。因此,进一步探索和完善DMD的治疗方法,仍然具有重要的临床意义。
综上所述,DMD基因突变是导致DMD的主要原因,其突变形式多样,且在不同人群中存在差异。针对DMD的治疗方法主要包括恢复肌营养不良蛋白的表达、靶向肌营养不良蛋白缺陷的下游病理过程以及靶向肌营养不良蛋白缺陷的并发症。尽管目前已有一些治疗方法取得了一定的疗效,但仍面临诸多挑战。未来,随着基因测序技术、基因治疗和基因编辑技术的不断发展,有望为DMD患者带来更多的治疗选择。
参考文献:
1. Fortunato, Fernanda, Farnè, Marianna, Ferlini, Alessandra. . The DMD gene and therapeutic approaches to restore dystrophin. In Neuromuscular disorders : NMD, 31, 1013-1020. doi:10.1016/j.nmd.2021.08.004. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34736624/
2. Keegan, Niall P. . Pseudoexons of the DMD Gene. In Journal of neuromuscular diseases, 7, 77-95. doi:10.3233/JND-190431. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32176650/
3. Nallamilli, Babi R R, Chaubey, Alka, Valencia, C A, Bean, Lora, Hegde, Madhuri. 2021. A single NGS-based assay covering the entire genomic sequence of the DMD gene facilitates diagnostic and newborn screening confirmatory testing. In Human mutation, 42, 626-638. doi:10.1002/humu.24191. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33644936/
4. Ling, Chao, Dai, Yi, Fang, Li, Wang, Kai, Zhang, Xue. 2019. Exonic rearrangements in DMD in Chinese Han individuals affected with Duchenne and Becker muscular dystrophies. In Human mutation, 41, 668-677. doi:10.1002/humu.23953. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31705731/
5. Happi Mbakam, Cedric, Tremblay, Jacques P. 2023. Gene therapy for Duchenne muscular dystrophy: an update on the latest clinical developments. In Expert review of neurotherapeutics, 23, 905-920. doi:10.1080/14737175.2023.2249607. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37602688/
6. Duan, Dongsheng. . Duchenne Muscular Dystrophy Gene Therapy in 2023: Status, Perspective, and Beyond. In Human gene therapy, 34, 345-349. doi:10.1089/hum.2023.29242.ddu. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37219994/
7. Verhaart, Ingrid E C, Aartsma-Rus, Annemieke. . Therapeutic developments for Duchenne muscular dystrophy. In Nature reviews. Neurology, 15, 373-386. doi:10.1038/s41582-019-0203-3. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31147635/
8. Zinina, Elena, Bulakh, Maria, Chukhrova, Alena, Polyakov, Aleksander, Kutsev, Sergey. 2022. Specificities of the DMD Gene Mutation Spectrum in Russian Patients. In International journal of molecular sciences, 23, . doi:10.3390/ijms232112710. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36361501/