新生儿系统性基因疗法通过AAV9载体在庞贝病大鼠模型中实现心肺功能终身修复

为解决庞贝病（Gaa-/- ）模型中心肺神经肌肉功能障碍这一临床难题，研究人员采用腺相关病毒9型（AAV9-DES-GAA）开展新生儿期基因治疗研究。通过静脉注射实现跨器官GAA酶活性恢复，证实该疗法可终身改善心脏容积、膈肌糖原代谢及呼吸神经传导功能，为遗传代谢病治疗提供新范式。

　　

庞贝病作为一种致命的遗传代谢障碍，因酸α-葡萄糖苷酶（GAA）功能缺失导致糖原在溶酶体中异常堆积，引发进行性心肺衰竭和神经肌肉功能障碍。尽管酶替代疗法已应用于临床，但存在免疫原性强、难以透过血脑屏障等局限。更棘手的是，传统治疗对已形成的器官损伤修复有限，尤其新生儿患者往往在确诊时已出现不可逆损害。这些临床痛点催生了研究者对基因治疗新路径的探索。

为突破治疗瓶颈，研究人员构建了新型Gaa^-/-
大鼠模型，创新性地在出生后24小时内通过颞静脉注射AAV9-DES-GAA载体。该研究采用多模态评估体系：通过基质辅助激光解吸电离质谱成像（MALDI）定量分析膈肌糖原分布，结合心脏磁共振成像（MRI）动态监测心室容积变化，同步整合神经电生理记录和呼吸代谢监测技术，系统评估了治疗效果。

【心脏功能重塑】
在体MRI显示，未经治疗的庞贝病大鼠左心室舒张末期容积显著减小（下降约40%），而AAV9治疗组心脏结构参数完全恢复正常。组织学分析揭示治疗组心肌细胞糖原沉积减少80%以上，伴随GAA酶活性恢复至野生型水平。

【呼吸功能改善】
全身体积描记法检测显示，治疗组潮气量提升2.1倍，分钟通气量增加1.8倍。神经电生理记录证实膈神经放电幅度增强3倍，脊髓前角运动神经元数量较未治疗组增加65%，表明基因治疗可修复呼吸神经传导通路。

【跨器官酶活性恢复】
生化检测发现，AAV9载体在心脏、膈肌、股四头肌和脊髓中的GAA活性分别达到野生型的85%、92%、78%和64%。值得注意的是，质谱成像显示治疗组膈肌中异常积累的N-连接聚糖谱系完全正常化，提示基因治疗可纠正继发性糖基化紊乱。

【长效性验证】
在12月龄（相当于人类中年期）的长期观察中，治疗组大鼠维持稳定的心肺功能，未出现糖原重新累积现象。免疫组化证实脊髓运动神经元持续表达GAA蛋白，且未检测到针对转基因的免疫排斥反应。

该研究首次证实新生儿期系统性AAV9基因治疗可实现庞贝病的终身缓解，其突破性体现在三方面：一是治疗时间窗的突破，证明出生后即刻干预可预防器官损伤发生；二是治疗范围的突破，单次给药即可同时纠正心脏、骨骼肌和神经系统病变；三是机制认知的突破，发现GAA表达可正常化糖原代谢网络和糖基化过程。这些发现为临床转化提供了重要实验依据，也为其他溶酶体贮积病的治疗策略开发提供了新思路。研究结果发表于《Molecular Therapy》，标志着基因治疗在遗传代谢病领域取得重要进展。