脊髓性肌萎缩症(SMA)是一种常染色体隐性神经肌肉疾病,其特征是脊髓前角的α-运动神经元退化,导致肌肉逐渐无力和萎缩。该病在所有年龄段的发病率估计为1/10000 [1],是儿童中最常见的严重遗传性疾病之一。SMA是由SMN1基因的双等位基因致病变异引起的,导致SMN蛋白水平降低 [2]。另一个基因SMN2是SMN1的同源基因,编码相同的SMN蛋白,但7号外显子中的单个核苷酸替代会干扰正常的剪接过程,导致只有10-20%的SMN2转录本能够产生全长、有功能的SMN蛋白 [2]。拥有更多SMN2基因拷贝与更高的SMN蛋白水平相关,通常病情较轻 [3]。SMA 1型是最严重的类型,仅次于产前型0型 [4],约占所有SMA病例的一半,而中间型SMA 2型和3型则占了剩余病例的大部分 [5]。
在SMA 2型中,疾病通常在18个月龄之前发病。患儿可以独立坐立,但无法独立站立,主要死因是呼吸并发症 [6]。在SMA 3型中,症状在18个月龄后出现,逐渐丧失行走能力,但预期寿命正常,呼吸症状表现不一 [7]。
最近出现了三种针对SMA的以SMN蛋白为靶点的药物治疗方法 [3]。nusinersen和risdiplam通过修改SMN2前体mRNA的剪接来促进7号外显子的包含,从而增加全长SMN蛋白的产生 [8, 9]。第三种疗法onasemnogene abeparvovec是一种基因替代疗法,利用腺相关病毒9型(AAV9)载体将SMN1基因的功能拷贝传递到运动神经元和其他目标细胞 [10]。这些药物统称为疾病修正治疗(DMT)。
针对SMA 1-3型的研究显示,睡眠呼吸障碍(SDB)和睡眠期间通气不足很常见 [11, 12, 13]。睡眠时呼吸肌张力进一步下降,导致潮气量减少以及功能残余容量和氧气储备减小 [14]。肋间肌肉逐渐无力以及脊柱侧弯会导致胸廓运动受限,从而增加呼吸功和通气不足 [15]。即使没有通气不足,由于咽部肌肉张力低下也可能发生SDB,而且肥胖的SMA患者中SDB更为常见 [16]。此外,气道分泌物增加和微肺不张会在清醒和睡眠时增加呼吸负担 [17]。
在SMA患者中,膈肌大多不受影响,其力量足以在吸气时产生负胸腔压力,而弱化的肋间肌肉可能不足以辅助吸气甚至维持胸廓形状 [18]。这会导致胸骨内陷,胸廓顶部区域的运动相对于基底部区域减少,胸廓僵硬度增加,通气能力随时间下降 [19]。膈肌和肋间肌肉之间的不平衡也是胸腹部异步(TAA)的原因。TAA是指胸廓和腹部运动之间的偏差,偏差范围为0到180°。完全同步时偏差为0°,而完全相反的运动(腹部与胸廓方向相反)则导致180°的偏差,这种情况通常称为矛盾呼吸。TAA与呼吸暂停-低通气指数(AHI)升高、呼吸功增加、潮气量减少以及儿童和成人的睡眠紊乱相关 [12, 20, 21, 22]。
SMA患者的SDB和通气不足治疗是多方面的,但通常包括非侵入性通气(NIV),研究表明NIV可以使胸壁运动和呼吸恢复正常,改善睡眠质量 [12, 17, 24]。
DMT对SMA患者的睡眠呼吸有一定的积极作用,尤其是在SMA 1型中,治疗前后比较显示AHI和最低SpO2水平有所改善,而平均SpO2和CO2水平保持不变 [25, 26]。
在本研究中,我们跟踪了接受nusinersen或risdiplam治疗的SMA 2型和3型儿童和青少年,最长随访时间为4年。
我们的研究目的是探讨DMT是否能稳定或改善这一群体的睡眠相关呼吸症状。我们在研究过程中对每位患者进行了多次评估,测量了睡眠期间的呼吸数据,包括分析每次呼吸时胸廓和腹部的异步运动情况。此外,还记录了睡眠期间是否需要NIV。
据我们所知,这是第一项量化SMA儿童胸腹部异步的研究,也是首次评估DMT对这一参数影响的研究。