《Nanoscale》：Nanoparticle therapeutics in FSHD: current research and future perspectives
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面肩肱型肌营养不良症(FSHD)是一种遗传性神经肌肉疾病，其特征是由DUX4（双同源框4）转录因子的异常表达引起的进行性不对称肌无力。目前尚无疾病修饰疗法，尽管对其分子基础的理解有所进展，治疗选择仍局限于支持性和对症措施。研究人员已努力开发针对DUX4沉默、基
面肩肱型肌营养不良症(FSHD)是一种遗传性神经肌肉疾病，其特征是由DUX4（双同源框4）转录因子的异常表达引起的进行性不对称肌无力。目前尚无疾病修饰疗法，尽管对其分子基础的理解有所进展，治疗选择仍局限于支持性和对症措施。研究人员已努力开发针对DUX4沉默、基因组编辑和下游致病途径修饰的治疗方法，以满足其未满足的临床需求。由于缺乏有效的、靶向骨骼肌的递送，临床转化仍受到阻碍。基于纳米技术的载体有望克服这些障碍，因为它们改善组织靶向性，同时减少脱靶分布和治疗有效载荷。在这篇综述中，研究人员讨论了FSHD治疗学的当前状况，并强调杜氏肌营养不良症（DMD）和其他肌营养不良症的纳米治疗学临床前数据如何证明了纳米粒子介导的策略用于肌肉靶向递送和改善全身生物利用度的可行性，使其成为FSHD治疗学中的一种新兴方法。研究人员还讨论了基于纳米粒子的方法在临床使用中的问题，包括长期安全性、可扩展性和效率方面的差距。通过整合FSHD分子遗传学的见解和其他肌营养不良症的纳米医学进展，本综述旨在提供纳米治疗学潜力的全面视角，并概述其在FSHD中临床转化的未来方向。
**1 Introduction（引言）**
肌营养不良症（MDs）是一组异质性遗传性神经肌肉疾病，主要影响骨骼肌组织，全球患病率估计为每10万活产19.8至25.1例。根据临床、遗传和病理标准，MDs可分为九种主要类型，其中面肩肱型肌营养不良症（FSHD）是第三种最常见的遗传性肌营养不良症，患病率约为每10万人5至12例，仅次于杜氏肌营养不良症（DMD）和强直性肌营养不良症。FSHD首次由法国神经学家Landouzy和Dejerine在19世纪描述，表现为进行性、不对称的肌无力，通常始于面部肌肉，随后影响肩胛带和骨盆肌肉，并可能出现视网膜血管病变和听力丧失等肌外表现。症状发作年龄从儿童期到晚成年期不等，严重程度与遗传结构、表观遗传调控和修饰基因的复杂相互作用相关。遗传学上，FSHD分为两种主要亚型：FSHD1（约95%病例）由染色体4q35上的D4Z4大卫星重复阵列缩短至1-10个重复单元引起，导致DUX4（双同源框4）基因的异位表达；FSHD2（约5%病例）则由编码染色质修饰因子的基因（如SMCHD1、DNMT3B和LRIF1）的杂合功能缺失突变驱动，导致D4Z4区域低甲基化和DUX4的异常表达。尽管诊断技术不断进步，FSHD目前仍缺乏已批准的疾病修饰疗法，主要原因在于RNA药物、基因编辑工具和表观遗传调节剂在肌肉组织中的脱靶效应和有限的生物利用度。纳米医学的最新进展为解决这些缺陷提供了新的治疗选择，特别是在其他肌营养不良症中测试的纳米载体平台已提供了原理证明，表明纳米粒子系统能够克服骨骼肌的独特递送障碍。
**2 Therapeutic frontiers in facioscapulohumeral muscular dystrophy（面肩肱型肌营养不良症的治疗前沿）**
FSHD的治疗目前仍以症状管理和支持性干预为主，如个性化物理治疗、骨科手术和辅助设备。药物治疗方面，β-2肾上腺素能受体激动剂（如沙丁胺醇）和糖皮质激素（如泼尼松）均未显示出显著的临床获益。Losmapimod（p38α/β MAPK抑制剂）曾在一项III期REACH试验中评估，但未能在主要或次要结局指标上显示出与安慰剂的显著差异，尽管该试验揭示了患者选择和终点敏感性方面的不足。直接靶向DUX4转录本或其蛋白产物的策略成为变革性方法。临床前研究使用反义寡核苷酸（ASOs）和小干扰RNA（siRNAs）已显示出显著的DUX4沉默效果。Avidity Biosciences开发的AOC 1020（delpacibart braxlosiran，简称del-brax）是一种抗体-寡核苷酸偶联物，通过结合转铁蛋白受体（TfR1）实现肌肉靶向递送；I/II期FORTITUDE试验的中期结果显示，DUX4调控基因表达降低了50%以上，安全性良好，并已启动III期FORWARD试验。Dyne Therapeutics的DYNE-302也采用了类似策略，在临床前研究中显示出强大的基因沉默效力。基因组编辑技术如CRISPR/Cas9也为FSHD提供了潜在治愈性干预手段，临床前模型已成功通过删除DUX4 mRNA稳定性所需的多聚腺苷酸化信号（PAS）或编辑表观遗传调控因子（如SMCHD1）来恢复染色质抑制。此外，独立于DUX4靶向的策略包括肌生长抑制素（myostatin）抑制，如GYM329（REGN1033）正在MANEUVRE试验中评估；以及抗氧化补充剂（维生素C、锌、硒）和代谢干预（NAD+增强剂、PGC-1α激动剂）的初步研究。蛋白类治疗药物如Resolaris（ATYR1940）旨在靶向炎症，但尚未公布同行评审结果。总体而言，FSHD治疗格局正从症状支持转向机制驱动的精准干预，为联合治疗（同时抑制DUX4、增强肌肉质量和纠正代谢失衡）奠定了基础。
**3 Nanoparticle platforms in muscular dystrophy therapeutics: redefining precision medicine in the 21st century（肌营养不良症治疗中的纳米粒子平台：重新定义21世纪的精准医学）**
纳米粒子（NPs）尺寸为1-200纳米，因其可调节的理化性质和靶向药物递送能力，已在多个医学领域革新了疾病治疗，目前已有60多种纳米药物制剂获批用于临床。根据结构组成，纳米粒子可分为无机系统和有机系统。在肌营养不良症中，纳米治疗学在药物递送、免疫调节、基因递送和基因编辑方面取得了进展。
**3.1 Nanoparticle-mediated drug delivery and drug repurposing（纳米粒子介导的药物递送与药物再利用）**
药物再利用与纳米载体技术相结合可最大化治疗效果。例如，雷帕霉素（rapamycin）（mTOR抑制剂）以全氟碳（PFC）纳米粒子形式递送后，在mdx小鼠中显著提高了抓力并改善了心脏收缩功能。喷他脒（pentamidine，PTM）封装于透明质酸（HA）和聚-l-精氨酸衍生的纳米粒子中，在C2C12细胞中表现出低毒性，并实现有效内体逃逸。L-半胱氨酸功能化的超顺磁性氧化铁纳米粒子（SPIONs）作为地夫可特（deflazacort）和布洛芬（ibuprofen）的靶向载体，在磁场引导下有效积聚于营养不良肌肉，降低了全身暴露。庆大霉素（gentamicin）通过杂化脂质体递送，在mdx小鼠中恢复了部分抗肌萎缩蛋白表达。PEG化（聚乙二醇）的脂质体甲基泼尼松龙琥珀酸酯（约80 nm）优先积聚于炎症膈肌，长期治疗改善了肌肉力量和活动能力。
**3.2 Nanoparticles for immunomodulation and regeneration（用于免疫调节和再生的纳米粒子）**
在肌营养不良症中，炎症反应促进肌肉纤维化。金纳米粒子（AuNPs）与IL-4（以及潜在IL-10）结合，在mdx小鼠中使肌肉收缩力和速度提高了四倍。聚酰胺胺（PAMAM）树状聚合物（hydroxyl-terminated）稳定地负载血管紧张素(1-7)(Ang-(1-7))，在萎缩模型中比游离肽更有效地恢复了肌纤维大小和收缩力。纳米脂质体（nanolipodendrosomes）共载醋酸格拉替雷（glatiramer acetate）和肌原性转录因子MYOD，减少了炎症标志物并增加了肌肉质量。针对肌肉萎缩和脂肪浸润，WNT7A mRNA负载的脂质纳米粒子（LNPs）在体外和体内增加了肌纤维大小并减少了脂肪积累。同样，卵泡抑素（follistatin）mRNA通过聚合物纳米粒子递送，在皮下注射八周后增加了小鼠瘦体重。
**3.3 Nanoparticles for gene and nucleic acid delivery（用于基因和核酸递送的纳米粒子）**
R-HAp NPs（精氨酸修饰的羟基磷灰石纳米粒子）成功递送了全长抗肌萎缩蛋白质粒（约18.8 kb）至原代小鼠和人肌细胞及患者来源细胞，用仅50 ng质粒实现长达一周的稳定表达。超支化聚酯胺（PEA）基纳米粒子在递送质粒DNA至mdx小鼠和C2C12成肌细胞时表现出强细胞内运输和血清稳定性。脂质涂覆的介孔二氧化硅纳米粒子在免疫缺陷mdx模型中显示出高生物相容性和低脱靶积累。
**3.4 Nanoparticles for gene modulations and gene editing in MDs（用于肌营养不良症基因调控和基因编辑的纳米粒子）**
纳米粒子被用于递送反义寡核苷酸（ASOs）、siRNA和miRNA以实现基因沉默。PEG-PEI-AO聚电解质复合物嵌入PLGA纳米球中，实现了60-100%的包封率和持续释放。α7/β1适配体偶联的金纳米粒子负载miR-206，成功靶向肌肉卫星细胞（MuSCs）并恢复了D2-mdx小鼠的再生能力。然而，全氟戊烷壳聚糖纳米泡负载用于沉默DUX4的PMO-AONs未能实现有效下调。在基因编辑方面，CRISPR RNP（核糖核蛋白）负载于PEGDB涂覆的多孔硅纳米粒子（PSiNPs）中，在体外实现了两倍于商业试剂的编辑效率。脂质纳米粒子递送Cas9-sgRNA至DMD小鼠肌肉、肺和肝脏，成功恢复了抗肌萎缩蛋白表达。富含胍基的脂肽纳米粒子递送CRISPR-Cas9/sgRNA RNP，减少了骨骼肌纤维化并增强了肌肉力量。金纳米粒子-CRISPR复合物（阳离子内体破坏聚合物包覆）在局部注射后以低脱靶高效纠正了DMD突变。生物矿化纳米粒子封装无PAM限制的Cas9（SpRY）质粒，实现了DMD外显子51剪接受体位点的有效编辑，拓宽了CRISPR治疗应用范围。
**4 Nanotherapeutics in muscular dystrophy: lessons and prospects in FSHD（肌营养不良症的纳米治疗学：FSHD的经验与前景）**
纳米载体在FSHD中的应用尚属空白。设计能够识别再生肌肉组织标志物或FSHD特异性信号（如M12肽、A2G80、ASSLNIA等肌肉归巢配体）的纳米粒子，可提高精确性和疗效。此外，需考虑疾病相关微环境，包括细胞外基质（ECM）变化、氧化应激、炎症和免疫细胞浸润。ECM降解酶（如菠萝蛋白酶）和TGF-β通路抑制可改善纳米粒子穿透性。巨噬细胞极化（M1向M2转化）是降低炎症的策略，金纳米粒子、二氧化钛纳米管和二氧化铈纳米粒子已显示出促进M2极化的能力。ROS响应性聚合物纳米粒子（如硫酮缩醛-多巴胺负载地塞米松）可降低ROS和炎症。细胞膜仿生纳米粒子（如红细胞、巨噬细胞来源）可逃避免疫清除，肌肉归巢肽修饰的仿生姜黄素纳米粒子在衰老小鼠中改善了肌肉功能障碍。人工智能力学与机器学习正被整合到纳米粒子设计流程中，加速个性化纳米药物的开发。
**5 Conclusion（结论）**
纳米粒子疗法在FSHD中的应用面临独特挑战：骨骼肌分布广泛且异质、缺乏高通透性血管、以及系统递送的差生物分布。需要开发肌肉靶向基序（如ICAM-1结合肽）。核酸递送方面，需优先关注稳健的内体逃逸（如pH响应性聚合物）、有效核递送（核定位信号(NLS)偶联构建）以及肌肉向性载体。蛋白冠形成会重塑纳米粒子表面，PEG化或两性离子涂层（如聚羧基甜菜碱、聚磺基甜菜碱、磷酸胆碱）可减少非特异性蛋白吸附。仿生膜整合CD47和CD45等蛋白可模拟“自我”信号。免疫激活、脱靶积累和跨越敏感屏障（如血脑屏障、胎盘）的安全性问题需通过体内评估和全身成像（PET、MRI）来解答。长期安全性在慢性肌病中定义不足；规模化与临床转化面临多步合成、批次变异等瓶颈。监管机构（FDA、EMA）要求对每种纳米粒子进行个体化评估。伦理框架的建立对于纳米医学扩展至遗传性疾病（如FSHD）至关重要。多学科方法（计算建模、高通量筛选、多组学数据）可合理设计针对FSHD肌肉微环境的纳米载体。近期批准的mRNA疫苗（如mRESVIA (mRNA-1345)）为FSHD的纳米药物未来提供了希望，但仍需广泛研究以确保生物安全性和长期生物相容性。
