研究人员发现，尿液中的细胞外RNA（exRNA）可能是两种最常见的肌营养不良症的生物标志物的来源，非侵入性地提供有关治疗药物是否在分子水平上具有所需效果的信息。该报告发表在在线期刊“自然通讯”上，首次证明尿液exRNA可用于监测不直接影响泌尿道的全身性疾病。
 
“我们的发现可以通过提供一个方便，无痛，成本相对较低的试验可能会降低，并可能最终消除对多个侵入肌肉活检追踪疾病活动和治疗反应的需要促进药物的发展，说：”瑟曼惠勒，MD，MGH部该报告的高级作者，神经病学。“尿液exRNA监测可以确定药物是否在检测到对肌肉功能的临床影响之前很久就达到了目标，并且可能能够及早确定是否需要调整剂量，这是侵入性肌肉活检无法实现的。”
 
有几种类型的肌营养不良症，所有这些都会导致进行性肌肉无力和肌肉质量下降。Duchenne肌营养不良症（DMD）是最常见的形式，其症状通常始于5岁以下的儿童。肌强直性肌营养不良症（DM）是最常见的成人发病形式，并且具有两种亚型--DM1和DM2。每种形式都是由不同的基因突变引起的。在DMD中，突变影响肌营养不良蛋白的基因，肌营养不良蛋白是肌纤维强度必需的蛋白质。DM相关突变-在DM1的DMPK基因和DM2的CNBP基因中-涉及过量的核苷酸重复，导致RNA分子的异常加工。
 
与DM1相关的突变影响RNA剪接，RNA剪接是从RNA分子中去除非编码区段的过程。单个基因通常可以产生几种不同的蛋白质，差异由替代的RNA剪接模式决定。DM1突变干扰编码几种其他蛋白质的RNA的适当剪接，并且已经使用肌肉活组织检查中的RNA剪接变体的分析来确定患者的疾病严重性。在动物模型中，肌肉组织中的剪接变体已用于指示潜在疗法是否达到其分子靶标。评估疾病严重程度和治疗反应的侵入性较小的方法可以扩大可以接受治疗药物或参与临床试验的患者数量。例如，
 
exRNA通过称为囊泡的膜泡中的血液和尿液等体液携带，包括信使，非编码和microRNA分子，可以反映突变，缺失和其他分子变异。已经在患者的血液中鉴定了一些肌肉营养不良相关的RNA或蛋白质生物标志物。即使来自受DM1影响的骨骼肌和心肌组织的exRNA似乎不太可能通过肾脏的过滤系统进入尿液，但是Wheeler的团队分析血液和尿液中的囊泡可以反映的exRNA可以很容易地进入尿液。DM1突变的结果。
 
他们的实验比较了来自DM1患者的尿液exRNAs，患有其他两种形式的肌营养不良症的患者和未受影响的对照志愿者，确定了10种转录物，这些转录物以DM1患者独有的模式进行拼接，其中大多数先前已在患者肌肉活检中发现。包含这10个转录物的复合生物标志物在区分DM1患者和不同受试者中未受影响的对照方面是100％准确的。几个月内从未治疗的DM1患者中采集的样本表明个体内的剪接模式的一致性，表明重复采样可以准确地反映疾病状态和治疗反应。
 
除了开发更精确的测定快速测量尿液和其他体液中的替代RNA剪接外，研究小组还发现，尿液中细胞总RNA的剪接模式与exRNAs的生物标记不同，也不太有用。血液中的exRNA无法区分DM1患者和对照组。他们还发现，一些尿液exRNA转录物的剪接模式反映了DM1症状的严重程度，并且一小部分具有DM1突变的无症状患者在有症状患者和未受影响的对照之间具有尿液exRNA剪接模式。
 
一组被评估用于治疗DMD的药物操纵肌营养不良蛋白基因的剪接以去除特定的外显子-一种蛋白质编码的RNA片段-产生一种缩短但部分功能的肌营养不良蛋白。MGH团队表明，来自6名未经治疗的DMD患者的尿液exRNA准确地反映了每位患者的特定基因突变。在接受eteplirsen治疗的两名DMD患者中-一种FDA批准的DMD药物诱导目标外显子的跳跃​​-尿液exRNA的分析能够证实该药物正在达到其分子靶标，这是肌肉活检未提供的首次此类确认。
 
“我们在尿外exRNA中展示疾病特异性剪接变体，这表明生物流体作为一种鉴定新型剪接变体的手段的价值，可能有助于将基因变异与无法获得非侵入性生物标记的几种疾病的症状联系起来，”助理教授Wheeler说。哈佛医学院神经病学专业。“这些研究结果支持对来自尿液，血液或脑脊液的exRNA进行研究，作为RNA剪接改变的其他条件下组织活检的生物标志物替代物-包括其他类型的肌营养不良症，脊髓性肌萎缩症和肌萎缩侧索硬化症。”