《Neurology International》：Therapeutic Advances in Major NBIA Disorders: Current Strategies and Translational Challenges
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神经退行性变伴脑铁沉积（NBIA）包括一组罕见的遗传性运动障碍，其特征为进行性神经功能恶化、肌张力障碍、帕金森综合征、痉挛状态以及基底节中异常的铁沉积。尽管铁积累是共同的神经影像学标志，但大多数NBIA基因并不直接调节铁代谢。相反，主要NBIA形式源于不同但汇
神经退行性变伴脑铁沉积（NBIA）包括一组罕见的遗传性运动障碍，其特征为进行性神经功能恶化、肌张力障碍、帕金森综合征、痉挛状态以及基底节中异常的铁沉积。尽管铁积累是共同的神经影像学标志，但大多数NBIA基因并不直接调节铁代谢。相反，主要NBIA形式源于不同但汇聚的细胞通路的破坏，包括辅酶A（CoA）生物合成、脂质代谢、线粒体功能和自噬。该叙述性综述旨在探讨主要NBIA疾病的致病机制，即泛酸激酶相关神经退行性变（PKAN）、COASY蛋白相关神经退行性变（CoPAN）、PLA2G6相关神经退行性变（PLAN）、线粒体膜蛋白相关神经退行性变（MPAN）和β-螺旋桨蛋白相关神经退行性变（BPAN），并阐明这些见解如何指导治疗开发。旨在恢复CoA代谢、改善线粒体功能、限制脂质过氧化、调节自噬或纠正潜在遗传缺陷的临床前策略已显示出令人鼓舞的结果，尽管尚未达到确凿的临床验证。临床转化仍受到疾病罕见性、临床异质性、缺乏经过验证的生物标志物以及仅部分重现人类病理的临床前模型的限制。推动该领域发展将依赖于更早的分子诊断、能够追踪疾病阶段的生物标志物以及适合超罕见人群的试验设计。因此，NBIA提供了一个范例，说明对遗传定义的疾病组进行机制分类如何将治疗策略从共享的放射学特征转向通路特异性干预。
**1. 引言**
神经退行性变伴脑铁沉积（NBIA）疾病是一组临床上和遗传上异质的罕见神经退行性疾病。其共同的放射学特征——深部脑核团中的异常铁沉积——历史上指导了诊断和命名。然而，遗传学发现表明，大多数NBIA形式源于主要不涉及铁代谢的通路缺陷。这使该领域从以铁为中心的观点转向更广泛的机制框架，整合了线粒体功能障碍、脂质失调、自噬受损、囊泡运输缺陷和辅酶A（CoA）代谢改变。本文综述了主要NBIA形式的疾病机制和新兴治疗策略，并指出了推进基于机制和精准导向治疗所需解决的关键差距。
**2. 神经退行性变伴脑铁沉积（NBIA）：遗传与临床概述**
NBIA疾病包括多种罕见的单基因神经退行性疾病，在遗传模式、发病年龄、神经表现和病程上各不相同。迄今为止，遗传研究已鉴定出18个NBIA相关基因，这些基因编码的蛋白质参与不同但部分重叠的细胞通路。仅三个基因直接与铁稳态相关：铜蓝蛋白（CP）、铁蛋白轻链（FTL）和铁蛋白重链（FTH1）。这一观察支持根据主要受影响通路对NBIA疾病进行机制分类。除铁稳态外，这些通路还包括辅酶A（CoA）生物合成（PANK2和COASY）、脂质代谢（PLA2G6、FA2H、C19orf12、SCP2、CRAT、SLC27A3、MECR）、自噬和溶酶体稳态（WDR45、ATP13A2、AP4M1、REPS1）以及功能尚不完全了解的基因（DCAF17和GTPBP2）。最近的遗传和临床研究通过识别新的疾病相关基因并细化先前已知疾病的表型边界，进一步扩展了NBIA谱系。这些进展强调，NBIA并非单一的机制实体，而是一个遗传定义的疾病组，其中重叠的神经放射学特征源于不同的细胞缺陷。NBIA的总体估计患病率为每百万人1–3例，但各亚型、人群和地区间差异显著。泛酸激酶相关神经退行性变（PKAN）、β-螺旋桨相关神经退行性变（BPAN）、线粒体膜蛋白相关神经退行性变（MPAN）和PLA2G6相关神经退行性变（PLAN）是该谱系中最常见的形式。群体遗传学研究进一步表明，在常染色体隐性遗传NBIA疾病中，PLA2G6、PANK2和COASY的变异占综合隐性NBIA终生风险的四分之三。这些数据将PKAN、CoPAN、PLAN、MPAN和BPAN确定为具有活跃治疗开发的主要遗传定义NBIA形式。核心问题是，遗传和通路特异性疾病机制如何指导超越以铁为中心方法的治疗开发。尽管存在这种遗传和机制多样性，但若干神经系统特征在NBIA疾病中反复出现，仍是临床识别的核心。NBIA的典型临床表现因遗传亚型而异，但通常包括进行性肌张力障碍、构音障碍、痉挛状态、帕金森综合征、神经精神异常、认知衰退以及视神经萎缩或视网膜变性。发病年龄从婴儿期到成年期不等，进展可快可慢，有时伴有相对稳定的长期阶段。认知和神经精神表现在整个NBIA谱系中具有临床相关性，多个亚型报告了智力残疾、发育迟缓、行为症状、抑郁和痴呆。识别这些表现对患者管理和治疗开发至关重要，因为认知、行为和适应功能可能代表有意义的临床结局，尤其在早发性疾病中。NBIA疾病共有的特征是基底节中异常铁积累，主要在苍白球（GP）和/或黑质（SN），可通过铁敏感磁共振成像（MRI）序列可视化。某些形式显示出特征性MRI模式，包括PKAN中的“虎眼征”以及BPAN中SN和大脑脚T1高信号伴中央低信号带。其他异常，包括广泛的大脑和小脑萎缩，也经常观察到。然而，早期MRI在某些NBIA形式中可能正常，因为铁积累可能在首次神经表现后才出现。因此，尽管铁沉积仍是临床识别的核心，但其致病作用尚未明确，可能反映汇聚的下游机制而非原发病因。实验模型越来越多地用于定义NBIA疾病的分子、细胞和神经学特征，并评估候选治疗策略。本文讨论了五种主要NBIA基因如何在相互关联的通路上汇聚，涉及CoA生物合成、脂质代谢、膜重塑、线粒体功能障碍、自噬、氧化应激、脂质过氧化和铁稳态失调。
**3. 辅酶A代谢缺陷导致的NBIA**
CoA是数百种生化反应所需的核心代谢辅因子，包括能量产生、脂质和脂肪酸合成、线粒体功能以及蛋白质乙酰化。CoA生物合成通过五个酶促步骤进行。泛酸激酶（PANK）催化第一步也是限速步骤，即泛酸（维生素B5）的磷酸化，生成4′-磷酸泛酸。随后，磷酸泛酰半胱氨酸合成酶（PPCS）将4′-磷酸泛酸与半胱氨酸结合，生成4′-磷酸泛酰半胱氨酸，后者由磷酸泛酰半胱氨酸脱羧酶（PPCDC）脱羧产生4′-磷酸泛酰硫基乙胺。最后，双功能酶CoA合酶（COASY）催化CoA合成的最后两步反应。CoA生物合成途径中所有酶的致病性变异均与人类疾病相关，统称为CoA生物合成先天性错误。其中，PANK2和COASY变异导致NBIA，并可能损害细胞维持CoA依赖性反应的能力。这些反应包括线粒体酰基载体蛋白（mtACP）的4′-磷酸泛酰硫基乙胺化以及关键脱氢酶复合物的硫辛酰化，从而将CoA代谢与线粒体功能障碍、脂质代谢改变以及神经元氧化应激易感性增加联系起来。
**3.1 PKAN**
泛酸激酶相关神经退行性变（PKAN）是最常见的NBIA形式之一，全球估计发病率约为每百万人2例。它由20p13染色体上PANK2基因的双等位基因致病性变异引起，该基因编码泛酸激酶2酶，催化CoA生物合成中的第一步限速反应。PANK2变异损害CoA代谢并扰乱与铁/钙稳态、线粒体功能、脂质代谢和活性氧（ROS）产生相关的下游通路。尽管存在其他PANK亚型（PANK1α、PANK1β、PANK3、PANK4），但PANK2的独特之处在于其定位于线粒体膜间隙并对线粒体酰基肉碱有反应。特别是，棕榈酰肉碱激活PANK2，将CoA生物合成与脂肪酸运输进入线粒体联系起来。PKAN谱系疾病（包括HARP综合征）通常分为经典型和非典型形式。经典型在生命第一个十年内发病，特点是快速进展、丧失行走能力、肌张力障碍、痉挛状态和色素性视网膜病变，常与严重功能丧失型变异相关，且发病越早认知损害越严重。非典型形式通常在第二个十年内发病，进展较慢，初始症状常为语言障碍和神经精神表现，包括强迫症状、抽动和抑郁，随后出现运动退化。非典型PKAN主要与保留残余酶活性的错义变异相关，但中间表型也有报道。诊断依赖于基因检测和神经放射学检查。PKAN的脑MRI通常显示特征性“虎眼征”，即苍白球中央T2高信号被T2低信号环绕，反映原发性病变、胶质增生和铁积累。计算机断层扫描（CT）也可能显示苍白球钙化。此外，弥散张量成像（DTI）研究进一步将白质异常（尤其在胼胝体、额叶、延髓和脑桥）与肌张力障碍进展联系起来。已有多种实验模型用于研究PKAN疾病机制。现有模型（包括酵母、果蝇、斑马鱼和小鼠）重现了部分分子或神经学特征，但未能完全模拟人类表型。在斑马鱼中，吗啉代介导的Pank2沉默导致端脑和间脑神经元发育异常以及血管缺陷，而CRISPR/Cas9 Pank2敲除（KO）模型显示睾丸萎缩和焦虑相关行为改变；两种模型均未表现出明显的神经退行性变。在果蝇中，下调唯一的PANK同源基因fumble（fbl）导致严重运动障碍、脑空泡化和雄性不育，但未检测到铁积累。这一差异可能反映果蝇PANK酶缺乏线粒体定位。在小鼠中，组成性Pank2缺失导致精子发生缺陷、老龄动物视网膜变性、体重增加减少、线粒体超微结构异常，以及苍白球富集区域铁稳态和多巴胺代谢紊乱，但无任何运动缺陷或神经退行性变迹象。然而，生酮饮食诱导可在Pank2 KO小鼠中引发类PKAN运动功能障碍，表明代谢应激可揭示疾病相关表型。患者来源的iPSC模型为人类细胞脆弱性提供了补充见解。重编程的谷氨酸能神经元显示线粒体功能障碍但无铁积累。相反，在纹状体样中棘GABA能神经元和星形胶质细胞中观察到铁过载，伴有线粒体改变、氧化应激、铁死亡迹象以及内体运输受损。有趣的是，患者血浆代谢组学研究进一步揭示了脂质和胆固醇合成受损，以及血浆乳酸和泛酸水平升高，支持PKAN中存在更广泛的代谢紊乱。
**3.2 CoPAN**
COASY蛋白相关神经退行性变（CoPAN）是NBIA谱系中的一种罕见常染色体隐性遗传疾病。它由位于17q21.2染色体上COASY基因的双等位基因致病性变异引起。该基因编码双功能酶4′-磷酸泛酰硫基乙胺腺苷酸转移酶/去磷酸辅酶A激酶（PPAT/DPCK），即CoA合酶（COASY），催化CoA生物合成在细胞质、细胞核和线粒体中的最后两步反应。双等位基因完全功能丧失型变异导致致死性围产期疾病——桥脑小脑发育不全12型（PCH12），而保留残余酶活性的错义变异则导致CoPAN。CoPAN通常在儿童早期表现为运动困难，随后进展为运动迟缓、反射消失、构音障碍和肌张力障碍，还可能伴有认知损害和其他神经精神症状。最近的研究将临床谱系扩展至包括语言发育迟缓、耳聋、孤独症谱系障碍、神经肌肉受累和癫痫。与PKAN相关的“虎眼征”在一些CoPAN患者中也有报道，但并非持续存在。其他MRI发现包括苍白球低信号、双侧高信号以及尾状核、壳核和丘脑肿胀。其他异常可能包括胼胝体较小、小头畸形、脑萎缩以及额颞顶叶白质改变。目前已有几个CoPAN实验模型建立，包括酿酒酵母（其中CoA合成的PPAT和DPCK酶活性分别由CAB4和CAB5基因编码的两种蛋白质承担），双基因缺失导致致死表型，与COASY完全缺失与生命不相容一致。同样，斑马鱼中Coasy的完全缺失与早期死亡相关，表明COASY在发育中的重要作用。由于组成性Coasy敲除是胚胎致死的，研究人员通过细胞类型特异性启动子下Cre重组酶在神经元或星形胶质细胞中删除Coasy，生成了条件性KO小鼠模型。这些模型再现了线粒体功能障碍、铁稳态失调和神经发育缺陷，但未完全捕捉进行性神经退行性变。为了更好地研究神经退行性过程，最近生成了他莫昔芬诱导的神经元KO小鼠模型。该模型表现出更类似CoPAN的表型，包括运动衰退、进行性神经退行性变、脑铁稳态失调和广泛神经炎症，提供了一个研究疾病机制和测试治疗干预的重要平台。人类iPSC来源的星形胶质细胞提供了互补的疾病相关证据。这些细胞表现出胞质铁积累、线粒体形态改变、内体运输受损、脂质过氧化和细胞衰老。
**4. 脂质代谢缺陷导致的NBIA**
**4.1 PLAN**
PLA2G6相关神经退行性变（PLAN）是一组由22号染色体上PLA2G6基因双等位基因变异引起的常染色体隐性遗传神经退行性疾病，该基因编码钙非依赖性磷脂酶A2（iPLA2β/iPLA2VI）。PLA2G6属于磷脂酶A2超家族，定位于细胞质和线粒体，在磷脂代谢和膜重塑中发挥关键作用。磷脂酶A2酶水解膜磷脂的酰基酯键，释放溶血磷脂和游离多不饱和脂肪酸（PUFA）。PLA2G6功能丧失损害膜磷脂重塑并促进易过氧化脂质物种的积累，从而破坏神经元膜完整性并促进神经退行性变。根据发病年龄和相关临床特征，PLAN可分为婴儿神经轴索营养不良（INAD）、非典型神经轴索营养不良（ANAD）和常染色体隐性早发性帕金森病PARK14（EOPD）。INAD通常与无效等位基因相关，在儿童早期发病，表现为快速运动退化、肌张力减退、共济失调和视力衰竭，常导致生命第一个十年内死亡。新生儿病例也有报道，表现为先天性肌张力减退、严重无力和延髓体征。ANAD常与错义变异相关，发病较晚，通常在7至10岁之间，特征为锥体外系体征和智力残疾。相反，EOPD通常在成年期（20至40岁之间）出现，伴有神经精神障碍、肌张力障碍和帕金森综合征。PLAN中的脑铁积累通常是晚期、可变或甚至缺失的。因此，诊断依赖于临床表现、脑MRI和分子确认的综合评估。小脑萎缩、轴索球和广泛的路易小体病理是重要的神经放射学和神经病理学标志。已建立的动物模型，包括iPLA2β KO小鼠和果蝇，显示出广泛的α-突触核蛋白聚集和运动异常。在小鼠模型中，Pla2g6缺乏损害过氧化脂质中脂肪酸的释放，导致氧化应激增加和富含心磷脂的线粒体内膜结构积累。PLAN患者成纤维细胞显示氧化应激和脂质过氧化增加。通过直接成纤维细胞重编程产生的诱导神经元中也观察到铁积累，伴随脂褐素颗粒的出现。迄今为止，iPSC模型仅针对PLA2G6相关早发性帕金森病开发。患者来源的iPSC及其衍生多巴胺能神经元显示出线粒体碎片化、生物能量学改变、钙稳态失衡和凋亡易感性增加。
**4.2 MPAN**
线粒体膜蛋白相关神经退行性变（MPAN）由19号染色体上C19orf12基因的致病性变异引起。该疾病通常为常染色体隐性遗传，但也有常染色体显性病例的报道。临床表现常涉及肌张力障碍、痉挛状态、帕金森综合征、运动轴索神经病以及视网膜和视神经异常。除苍白球和黑质铁积累外，神经病理学发现包括不同脑区的轴索球、路易小体和过度磷酸化tau蛋白。一个相对特征性的MRI征象是苍白球中的高信号带，对应于内髓板，有助于区分MPAN与其他NBIA形式，尽管已有与类PKAN“虎眼征”模式重叠的罕见报道。C19orf12编码一种跨膜蛋白，其功能尚不明确。其在线粒体、内质网和线粒体相关膜（MAM）的亚细胞定位提示其在磷脂代谢和膜重塑中的作用。这一假设得到C19orf12在脂肪组织中高表达（且在脂肪细胞分化过程中进一步增加）的支持。一致地，C19orf12与主要参与脂肪酸代谢的基因共调控。用于研究C19orf12缺陷的动物模型包括果蝇和斑马鱼。果蝇有两个C19orf12同源基因，仅双基因缺失影响寿命和攀爬能力。斑马鱼有四个C19orf12同源基因，下调胚胎中表达最高的同源基因会导致运动行为缺陷、脑形态改变和存活率降低。最近，生成了C19orf12 KO小鼠模型，表现出年龄依赖性轴索球（遍布全脑和脊髓），伴有缠结的内质网衍生膜和受损线粒体积累，尤其在多巴胺能神经元中。小鼠还表现出脑铁积累、α-突触核蛋白积累、神经炎症以及大约六个月龄开始进行性运动衰退。细胞模型（包括MPAN患者成纤维细胞和C19orf12 KO神经母细胞瘤M17细胞）显示自噬受损、线粒体功能改变、胞质中亚铁和三价铁及ROS水平升高，以及对铁死亡的易感性增加。最近，患者iPSC来源的中脑多巴胺能神经元已生成，显示出铁积累、α-突触核蛋白聚集、轴突肿胀和严重膜异常。还检测到主要组织相容性复合体I类（MHC-I）水平升高，提示神经元应激或炎症信号的可能贡献。
**5. 自噬缺陷导致的NBIA**
**BPAN**
β-螺旋桨蛋白相关神经退行性变（BPAN）是一种X连锁显性NBIA疾病，在近期临床队列中被认为是最常诊断的形式之一。它由X染色体上WDR45基因的致病性变异引起。大多数受累女性为新发突变携带者，而男性受累通常被认为源于合子后嵌合体或罕见的存活半合子状态。X染色体倾斜失活可能进一步导致女性患者中观察到的表型变异。BPAN的典型MRI表现包括黑质和苍白球T2低信号，以及黑质和大脑脚T1高信号。一个特征性征象是黑质和大脑脚中围绕有光辉晕轮的一薄层中央暗带。此外，大脑和小脑萎缩是其他常观察到的BPAN征象。先前称为儿童期静态脑病伴成年期神经退行性变（SENDA），BPAN的特征是通常在儿童早期发病，表现为全面发育迟缓、智力残疾、异常行为和癫痫发作。疾病进展通常以青春期或成年期相对突然的恶化为特征，出现额外的神经症状，包括进行性肌张力障碍、帕金森综合征和痴呆。该基因编码WDR45蛋白，也称为WIPI4，是自噬相关（ATG）WIPI蛋白家族的成员，参与自噬体形成。由于自噬参与神经元的突触重塑和可塑性，该通路的破坏可能导致BPAN中的神经元功能障碍和临床表现。BPAN动物模型包括小鼠、果蝇和线虫。脑条件性Wdr45 KO小鼠模型显示泛素阳性聚集体、轴突肿胀伴运动神经退行性变以及学习和记忆障碍。未检测到铁积累，可能因其在疾病进展中表现较晚。最近的一个胚系突变小鼠模型显示出与条件性模型相似的表型，但也显示内质网应激和蛋白聚集增加导致神经元死亡。类似地，删除WDR45相应同源基因（酵母中Atg18和线虫中epg-6）会导致自噬缺陷。最后，果蝇KO模型表现出运动行为受损、存活率降低、自噬失调和铁稳态紊乱。还使用了多种细胞模型，包括携带WDR45致病性变异的人类成纤维细胞、淋巴母细胞、神经母细胞瘤细胞系和患者来源iPSC。这些系统显示出自噬流受损、溶酶体异常、线粒体呼吸受损、ROS产生增加、铁处理蛋白改变和铁积累。总之，这些发现支持WDR45功能障碍、自噬失败和铁稳态失调之间的机制联系。
**6. 从发病机制到治疗：主要NBIA形式中的新兴治疗策略**
目前，NBIA疾病尚无疾病修饰疗法可用，治疗选择在很大程度上仍是姑息性或症状性的。支持性护理包括物理、职业和言语治疗，而药物治疗依赖巴氯芬（用于肌张力障碍）、左旋多巴（用于帕金森综合征）、肉毒毒素和苯二氮卓类药物（用于肌肉松弛）以及其他标准疼痛控制方法。苍白球深部脑刺激（DBS）已被认为是原发性和继发性肌张力障碍的有效治疗方法，并在PKAN患者中有获益报道。磁共振引导聚焦超声（MRgFUS）苍白球毁损术对治疗肌张力障碍状态也显示出有益效果。然而，DBS和毁损术都是症状性干预，通常限于特定临床情况。从疾病模型获得的见解突出了潜在的治疗策略，其中一些可能在NBIA形式间共享。尽管其中一些策略已显示出有前景的临床前结果，但大多数未直接解决潜在遗传缺陷。因此，越来越多的注意力转向遗传和精准导向策略，包括基因替代、基因调控以及针对疾病特异性分子机制的干预。
**6.1 症状管理和铁靶向策略**
铁在大脑中的多种生物学过程中发挥重要作用，包括神经递质合成、氧化磷酸化和能量产生。然而，过量铁沉积是NBIA疾病的标志性特征，可能加剧氧化应激、脂质过氧化、铁死亡相关脆弱性和神经元损伤。铁螯合因此被研究作为潜在的疾病修饰策略，尤其在PKAN中。然而，这一方法面临显著障碍：铁螯合剂必须穿越血脑屏障（BBB）并减少病理性铁过量，而不引起全身性铁缺乏或区域性脑铁耗竭。目前临床上可用的三种铁螯合剂是去铁胺（DFO）、地拉罗司（DFS）和去铁酮（DFP），其中DFP因能穿越BBB而在NBIA中研究最广泛。在一项涉及大样本PKAN患者的随机双盲对照试验中，口服DFP 18个月显著减少了MRI上的苍白球铁积累，显示出减缓疾病进展的趋势并保持了良好的安全性。相同队列随后进入开放标签扩展研究，所有参与者再接受DFP 18个月。在初始试验中先前接受DFP治疗的患者未观察到进一步差异，而最初分配至安慰剂的患者在开始DFP治疗后显示出可测量的疾病进展减缓。然而，不同NBIA亚型的临床疗效差异很大。有报道在两例MPAN兄弟姐妹中使用DFP Off-label治疗，仅一例观察到症状稳定并持续四年随访，而另一例治疗无效。这一结果提示治疗反应与个体疾病表现间可能存在相关性。类似地，在两例不相关的BPAN患者中尝试了DFP治疗，一例无明显临床反应，另一例症状较轻者因治疗后临床急性恶化而很快中断治疗。总体而言，这些报告表明DFP的临床效用仍存在差异，可能取决于潜在遗传和临床特征。DFO的特点是低亲脂性和高分子量，限制了其全身肠道外给药后穿越BBB的能力。鼻内给药可能绕过BBB并改善中枢神经系统（CNS）递送，同时限制全身不良反应，这在阿尔茨海默病小鼠模型中已有证明。然而，鼻内DFO需要高剂量频繁给药，导致鼻黏膜刺激。DFS具有与DFP相当的铁螯合效力，但其使用受到更高剂量相关毒性的限制。除了经典螯合剂，具有金属结合、抗氧化或自由基清除特性的多功能化合物（包括姜黄素、辣椒素、S-烯丙基半胱氨酸或5-YHEDA）已在其他神经退行性背景下被探索。然而，它们与NBIA的相关性在很大程度上仍是推测性的，缺乏疾病特异性临床前和临床证据。另一种互补策略是调节铁输入而非清除积累的铁。转铁蛋白受体1（TfR1）介导转铁蛋白结合铁的细胞摄取，其棕榈酰化在生理上限制受体内化和铁进入。在几种NBIA亚型患者的成纤维细胞中报道了TfR1棕榈酰化和再循环受损，提示病理性铁积累的可能汇聚机制。此外，PKAN hiPSC来源的星形胶质细胞显示与内吞改变和内体运输受损相关的转铁蛋白摄取增加。在此背景下，药理学诱导TfR1棕榈酰化被提议作为减少铁内流的治疗策略。青蒿琥酯恢复了患者来源成纤维细胞中的TfR1棕榈酰化并减少了细胞铁摄取，为铁输入调节提供了概念验证。然而，该方法仍处于临床前阶段，其转化相关性不确定，因为青蒿素衍生物也可能在脆弱的神经元环境中增加氧化应激、脂质过氧化或内质网应激。因此，在TfR1棕榈酰化被视为NBIA中可行的治疗靶点之前，需要进一步研究。然而，当前证据表明，铁过载通常是NBIA发病机制的下游成分而非主要疾病驱动因素。因此，铁定向疗法可能减轻铁毒性或减缓疾病进展，但单独使用时不太可能提供根治性治疗。在缺乏直接遗传矫正的情况下，更有效的策略可能需要针对每个NBIA亚型中被破坏的更广泛代谢和细胞器通路的疾病特异性或组合方法。
**6.2 代谢和通路定向小分子策略**
**6.2.1 PKAN和CoPAN中CoA通路的恢复**
几项PKAN模型临床前研究探讨了补充CoA、泛硫酰乙胺、4′-磷酸泛酰硫基乙胺或相关中间体，以绕过PANK2依赖性步骤并恢复下游CoA生物合成。CoA补充部分或完全挽救了PKAN以及（程度较轻的）CoPAN模型中的病理表型，包括患者iPSC来源的神经元和星形胶质细胞、秀丽隐杆线虫、果蝇和斑马鱼。然而，外源性CoA被认为不能有效穿过细胞膜，并在血清中迅速降解为4′-磷酸泛酰硫基乙胺。在斑马鱼和果蝇PANK缺陷模型中，膳食性使用泛硫乙胺（泛酸的稳定二硫形式）改善了运动表型，表明尽管存在上游酶缺乏，仍可实现部分代谢挽救。此外，在饮用水中补充泛硫乙胺可防止生酮饮食诱导代谢应激的Pank2 KO小鼠的运动神经退行性变，并显著改善表型。在果蝇和Pank2 KO小鼠中的研究表明，口服膜通透性CoA中间体4′-磷酸泛酰硫基乙胺可纠正CoA通路相关初级生物标志物，改善表型或分子改变，并挽救铁稳态、多巴胺代谢和线粒体功能的继发性扰动。类似地，乙酰-4′-磷酸泛酰硫基乙胺能够预防或逆转苍蝇和小鼠中PKAN相关表型。重要的是，基于前体的策略在CoPAN中可能不如在PKAN中直接，因为COASY催化CoA生物合成的最后两步，可能仍需要将下游中间体转化为CoA。基于这些令人鼓舞的临床前发现，一项随机、双盲、安慰剂对照临床试验评估了口服fosmetpantotenate在一大群PKAN患者中的疗效。Fosmetpantotenate旨在替代磷酸泛酸，从而绕过有缺陷的酶促步骤。尽管治疗安全且耐受性良好，但未能证明临床疗效，在症状改善或疾病进展减缓方面无显著结果。最近，一项正在进行的2期临床试验（NCT04182763）旨在主要评估4′-磷酸泛酰硫基乙胺在PKAN患者中的安全性、耐受性和药效学生物标志物。一种互补策略是PANK激活，旨在通过刺激残余或替代的泛酸激酶亚型来增加CoA生物合成，而非提供下游中间体。Pantazines是设计用于稳定催化活性酶构象并克服乙酰-CoA反馈抑制的小分子PANK激活剂。该方法对PKAN尤其有吸引力，因为PANK1和PANK3在遗传上保持完整，但其临床效用将取决于脑暴露、长期安全性以及恢复最脆弱神经元群体中CoA依赖性通路的能力。
**6.2.2 PKAN和CoPAN中PPARγ激活与线粒体支持**
Leriglitazone是一种脑渗透性过氧化物酶体增殖物激活受体γ（PPARγ）激动剂，在CoA相关NBIA疾病中被作为线粒体和抗炎策略研究。在PKAN患者来源的星形胶质细胞中，leriglitazone恢复了线粒体呼吸，减少了胞质铁过载，并增加了细胞活力。这些效应表明PPARγ激活可能对抗CoA代谢受损的下游后果，包括线粒体功能障碍和铁稳态失调。Leriglitazone的治疗潜力也在CoPAN诱导性神经元Coasy KO小鼠模型中进行了评估。在该模型中，leriglitazone改善了运动表现，恢复了铁稳态，并减轻了神经退行性变和神经炎症。然而，治疗并未延长生存期，表明调节下游通路不足以完全逆转由蛋白质完全缺失引起的疾病表型。这一差异支持了PPARγ激活可能提供部分疾病修饰，但不太可能取代直接针对原发遗传缺陷的策略。
**6.2.3 BPAN和MPAN中的自噬调节**
对于BPAN，自噬调节代表直接的治疗理由，因为WDR45/WIPI4直接参与自噬体形成和自噬相关膜动力学。在WDR45缺陷的细胞和小鼠模型中，mTOR抑制剂雷帕霉素减少了内质网应激并减轻了神经元死亡。在可重新利用的代谢干预中，L-丝氨酸因其在中枢神经系统发育、突触可塑性和神经元信号传导中的作用而成为候选分子。该氨基酸选择性激活自噬-溶酶体酶（如组织蛋白酶B和L），从而增加细胞蛋白水解效率。它在体外、体内以及神经退行性疾病（包括肌萎缩侧索硬化和遗传性感觉与自主神经病1型）的临床试验中与抗氧化和神经保护特性相关。在BPAN患者成纤维细胞中，L-丝氨酸通过减少溶酶体增大、恢复溶酶体酶活性、减轻氧化应激以及显著降低铁和氧化脂质积累（包括来自脂质过氧化的病理性脂褐素聚集体）来拯救溶酶体功能障碍。自噬调节方法也可能与MPAN相关，尽管C19orf12不是经典自噬基因。患者来源的MPAN成纤维细胞显示自噬启动受损，可通过卡马西平和其他自噬调节化合物纠正。总之，这些发现表明自噬调节代表BPAN的合理治疗策略以及MPAN中潜在可行的下游靶点。
**6.3 抗氧化和抗铁死亡策略**
**6.3.1 PKAN中的α-硫辛酸抗氧化策略**
α-硫辛酸（ALA）是一种抗氧化化合物，可减少促炎信号和ROS产生，从而增强细胞存活和线粒体功能。鉴于其神经保护特性，ALA已在PKAN患者来源的成纤维细胞和诱导神经元中进行了评估。在这些模型中，ALA治疗减少了铁积累和脂质过氧化，改善了线粒体功能，并增加了残余PANK2表达。一致地，ALA给药显著降低了诱导铁积累斑马鱼模型中的铁水平。这些结果表明，ALA可能值得进一步评估，尤其在保留残余蛋白活性的PKAN患者中。
**6.3.2 PLAN中用于脂质过氧化控制的D-PUFA和维生素E**
PUFA的自氧化产生有毒的脂质过氧化产物，可损伤细胞和线粒体膜。这一机制与PLAN特别相关，因为PLA2G6缺乏损害磷脂重塑并增加对氧化性膜损伤的脆弱性。氘代PUFA（D-PUFA），其中烯丙位氢被氘取代，被开发用于减缓脂质过氧化并稳定膜脂质。在NBIA谱系中，氘代亚油酸拯救了果蝇PLAN模型中的运动异常。在PLAN患者成纤维细胞中也观察到有益效果，治疗减少了脂质过氧化并改善了线粒体膜电位。两例INAD受试者口服氘代亚油酸后报告了初步的临床稳定证据。一种抗氧化分子组合（包括维生素E和omega-3）被报道可减少PLAN患者成纤维细胞和通过直接重编程产生的诱导神经元中的氧化应激和脂质过氧化。维生素E还部分逆转了衰老样形态，防止了铁和脂褐素积累，并减少了线粒体网络碎片化。用相同抗氧化剂处理PKAN和BPAN培养成纤维细胞也产生了类似结果，并且有描述称接受这些补充剂联合基线神经系统药物治疗的患者获得了临床稳定。尽管这些发现支持不同NBIA形式间的共同理由，但抗氧化剂补充应被视为支持性或通路调节策略，而非对原发遗传缺陷的矫正治疗。
**6.3.3 MPAN中的NAC和乙酰-亮氨酸作为探索性策略**
N-乙酰-L-半胱氨酸（NAC）是一种硫醇抗氧化剂，可直接清除活性氧并作为半胱氨酸和谷胱甘肽合成的前体。在C19orf12 KO M17神经母细胞瘤细胞中，NAC补充减少了脂质过氧化并部分挽救了线粒体结构和呼吸异常。这些发现支持氧化应激和铁死亡相关损伤作为MPAN中可作用的下游靶点，尽管证据仍限于细胞模型。乙酰-亮氨酸最近作为基于患者神经元模型的MPAN探索性候选药物出现。在MPAN患者iPSC生成的中脑多巴胺能神经元中，乙酰-亮氨酸治疗降低了MHC-I水平，提示对神经元应激或神经炎症信号的可能作用。然而，这一发现仍属初步，目前尚不清楚MHC-I降低是反映疾病修饰机制、次级应激反应还是模型特异性读数。
**6.4 基于基因和精准遗传策略**
基于基因的疗法对于单基因神经系统疾病（尤其隐性遗传病）是有吸引力的治疗方法。在NBIA中，这些策略可纠正原发分子缺陷，而非仅调节下游后果（如铁稳态失调、氧化应激、线粒体功能障碍或自噬受损）。然而，其转化仍具挑战性，因为有效治疗需要早期诊断、适当的中枢神经系统递送、合适的细胞类型靶向、持久表达以及转基因剂量的谨慎控制。基因治疗的四种基本方法（基因沉默、基因替代、基因添加和基因编辑）基于使用病毒或非病毒载体将遗传物质递送至细胞，以替代缺陷基因、引入新基因或修饰现有基因的表达。在这些策略中，腺相关病毒（AAV）介导的基因替代目前代表隐性NBIA形式中最先进的方法，而等位基因选择性沉默、反义寡核苷酸和基因组编辑仍不够成熟或仅适用于特定遗传背景。
**AAV介导的基因替代**
基因治疗主要在PLAN和BPAN中取得了最先进的临床前进展。这些方法使用AAV载体递送缺陷基因的功能性拷贝，旨在恢复受影响神经元群体中的细胞稳态。PLAN中的一项里程碑式研究使用AAV介导的人PLA2G6 cDNA递送来挽救KO小鼠模型的表型。治疗性转基因由普遍性EF1α启动子驱动，并包装在合成AAV-PHP.eB血清型中，该血清型以其在小鼠中的强大BBB穿透能力而闻名。在症状前幼崽中进行脑室内（ICV）给药改善了感觉运动功能，延长了生存期，并保留了小脑浦肯野细胞——由于磷脂代谢缺陷而成为关键病理部位。然而，也已证明PhP.eB血清型在选定小鼠品系中显示非常高的转导效率，但在非人灵长类中脑转导较差，限制了其直接临床转化，并支持需要临床相关的AAV衣壳和递送途径。与学术临床前研究并行，一项基于AAV9的PLA2G6基因治疗计划用于INAD已进入转化开发阶段。该计划设计为一次性脑脊液给药，并已获得美国食品药品监督管理局和欧洲委员会的孤儿药认定。然而，同行评审的临床疗效数据尚未获得，因此该计划应被视为转化管道候选而非已确立的治疗方法。类似地，BPAN的基因治疗已产生令人鼓舞的临床前数据。Carisi等人开发了一种携带WDR45 c.830+1g>a半合子变异的新型敲入小鼠模型，该模型通过旷场测试再现了早发性多动症，并通过LC3-II和p62积累减少表明自噬阻断。在症状前ICV递送合成组成性JeT启动子驱动的AAV9-WDR45能够预防神经学改变并纠正自噬标志物而无明显不良效应，为BPAN中WDR45
