前言：近期，在群里看到这篇“黏多糖贮积症的酶替代疗法：过去、现在和将来”综述性科普文章，内容很详细，拓展了我的认识，尽管本病神经系统受累并不是主要的，部分病人可能出现智能发育落后，认知障碍，所以取得文章的原创者（中国粘多糖贮积症I型的理想的实践者张笑）同意后特别在我的公众号转载，以便让更多的神经科医生也能了解这样一个罕见病。
全文如下：
Enzyme replacement therapy for mucopolysaccharidoses; past, present, and future
黏多糖贮积症的酶替代疗法：过去、现在和将来
摘要
黏多糖贮积症（mucopolysaccharidoses，MPS）是溶酶体贮存障碍中的一大类，患者缺乏与特定类型MPS对应的酶。酶替代疗法（enzyme replacement therapy，ERT）已成为某些类型MPS的标准治疗选择，因为该疗法能立即开展可行、安全的治疗，并改善预后。目前的ERT有对大脑和无血管软骨影响有限，每周或每两周需持续输注4-5小时，对输注酶的免疫反应，半衰期短，成本高等缺点。相关临床研究表明，在预防或解决神经、心血管和骨骼疾病进展等方面，ERT效果有限。一个研究焦点是让酶穿透无血管软骨区以期逆转肌肉骨骼疾病，或者至少应稳定该疾病。对某些类型MPS的早期干预显示，骨骼发育不良和发育迟缓的严重程度有所改善，但这限制了年轻MPS患者肌肉骨骼疾病改善的预期。新的ERT仍在开发中，期望通过下述方式让酶到达大脑：（1）利用融合蛋白和单克隆抗体靶向血脑屏障上的受体，（2）使用来自植物凝集素、聚糖或胰岛素样生长因子2的蛋白复合物，（3）透过血脑屏障直接注入。至于MPS IVA和VI型，骨靶向ERT将是提高骨和软骨治疗效果的替代方案。本综述总结了当前MPS相关ERT的影响和局限性，并描述了克服传统ERT问题的新技术。
引言
黏多糖贮积病（MPS）的酶替代疗法（ERT）基于在循环中提供缺失的酶以减少各种组织中积累的糖胺聚糖（GAG）的量的想法。但是，并非所有ERT都靶向同一负责摄取的受体。对粘多糖贮积病来说，注入的酶必须附着在甘露糖-6-磷酸（M6P）受体上，该受体主要将酶摄取到细胞的溶酶体中。每类MPS对应着在特定GAG分解过程中起关键作用的某种酶的缺乏。第一个获批的ERT不是针对MPS，而是针对戈谢病，一种由β-葡萄糖脑苷脂酶缺乏引起的常染色体隐性溶酶体储存障碍疾病（LSD）。戈谢病的ERT不利用细胞上的M6P受体，而是由末端α-甘露糖残基通过甘露糖受体（MR）介导被巨噬细胞靶向摄取。目前，在美国有9种LSD可以使用ERT：法布里病，戈谢病，溶酶体酸性脂肪酶缺乏症，MPS I，MPS II，MPS IVA，MPS VI，MPS VII和庞贝病。
证据显示，ERT对MPS患者具有系统性改善效果，例如减轻肝脾肿大、降低尿糖胺聚糖（uGAG）水平以及提高日常生活活动能力（ADL）。尽管ERT改善了MPS的某些临床症状，但大多数ERT对CNS，角膜混浊，瓣膜性心脏病和骨骼畸形的效果有限。由于组织屏障的存在或无血管分布的特点，这些部位的症状需要通过新一代ERT解决。MPS患者肺功能下降可归因于上呼吸道结构肥大（舌、腺样体和扁桃体）、过长的U形气管、气管狭窄、下呼吸道GAG沉积、骨骼发育不良导致的胸廓体积减小（限制性肺通气不足）和身材矮小所引起的上呼吸道狭窄。特别是在MPS IVA患者中，限制性和阻塞性肺通气不足由解剖上的生长发育失衡所引起（气管和血管发育时而脊柱和胸骨停止发育），可以引起生命危险。
酶替代疗法不能使脊柱、肋骨和胸骨的畸形恢复正常。上述骨骼畸形导致胸腔狭窄，不能充分容纳气管、血管和上呼吸道结构。因此，由于骨骼发育不良（限制性肺病）的问题，酶替代疗法对肺功能的改善可能相对有限。最近针对接受酶替代疗法的IVA型粘多糖贮积症患者的长期研究表明，受试者所有与酶替代疗法相关的静态肺量测定指标以及6分钟步行试验评估的心肺功能均有下降。
黏多糖贮积症患者最常见的心血管病变是冠状动脉狭窄和瓣膜增厚导致的反流。对于粘多糖贮积症患者，糖胺聚糖在无血管的心脏瓣膜、心肌、冠状动脉和主动脉中的积聚可能导致瓣膜反流、心肌肥大和冠状动脉疾病等心血管病变。瓣膜反流、冠状动脉疾病和肺功能衰弱均可能导致心脏肥大，使得粘多糖贮积症患者长期患有心血管疾病[8]。若在疾病早期开始治疗，酶替代疗法可在一定程度上减少糖胺聚糖在心肌中的积聚。但是在无血管的心脏瓣膜积累问题仍待解决。
在大多数情况下，患者体内不会出现导致过敏反应的IgE抗体，而抗药性抗体（ADA）也通常与临床疗效不相关。然而，患者仍应接受针对严重药物不良反应（AE）的监测和治疗。
传统的酶替代疗法不能穿过BBB)，因此，可穿透血脑屏障的新型酶替代疗法正在针对I型、II型、IIIA型症及IIIB型粘多糖贮积症进行临床试验。其中一些使用了与酶相连的单克隆抗体（MAb）作为绕过血脑屏障的载体。
另一种穿过血脑屏障的方法是通过椎管（IT）或者侧脑室（ICV）改变给药途径（见图1）；然而，针对MPS I型、II型和IIIA型的IT ERT临床试验均未显示出治疗效果，且已经不在进行了。涉及ICV途径的MPS IIIB型临床试验正在进行。同时，靶向骨的MPS IVA酶替代疗法正在MPS IVA小鼠模型上进行临床前评估。
本文将回顾和总结现有ERT疗法和新兴ERT疗法（见表1-6）的利弊，以迎接未来潜在的挑战。
传统ERT
MPS I型
经批准用于MPS I型的ERT使用一种重组人α-L-艾杜糖醛酸酶，也被称为拉罗尼酶。拉罗尼酶已发现能改善耐力、呼吸暂停/低通气指数和日常生活活动能力（ADL）。ERT对心血管和/或骨骼的病理学影响有限，不管从何时开始输液都不能改善神经功能。在安全性方面，ADAs滴度与超敏反应、酶摄取或临床疗效之间未观察到一定的关系。
尽管大多数接受治疗的患者出现了ADAs，但出现过敏反应的患者中几乎没有人IgE呈阳性。随着ADA滴度的增加，uGAG水平降低程度变缓，这表明高ADA滴度会影响临床终点。因此，拉罗尼酶是相对安全的，但随着中和ADAs的升高，酶的摄取可能受到抑制。
MPS I型患者生长速度降低时，在2岁前会表现出身材矮小。尽管ERT对生长没有影响，通常也不会评估此项，但造血干细胞治疗（HSCT）可以在一段时间内使患者的生长发育维持线性水平。然而，与年龄匹配的对照组相比，HSCT患者的生长发育速度往往仍低1或2个标准差。
为了使药物进入中枢神经系统和心血管系统，我们在小鼠模型中进行了高剂量拉罗尼酶测试。成年黏多糖贮积症I型小鼠大脑内酶活性水平为正常的97%，同时其学习能力提高，心脏内酶活性也达到了超常水平。
多糖2型
目前有2种被批准应用于黏多糖贮积症Ⅱ型的酶替代疗法。第一种方法是使用重组人艾杜糖醛酸-2-硫酸酯酶(rhIDS)，也称为艾杜糖硫酸酯酶。艾杜糖硫酸酯酶可以提高机体耐受力，增加关节活动度，促进生长发育，增加绝对用力肺活量(FVC)，并改善生活质量。
目前，一项IV期研究正在考察0.5 mg/kg静脉注射艾杜糖硫酸酯酶对6岁以下患者身高和体重的长期影响。另一种酶替代疗法使用β-艾杜糖硫酸酯酶，又称为Hunterase，亦属于艾杜糖硫酸酯酶（rhIDS）类药物。
然而，β-艾杜糖硫酸酯酶来自中国仓鼠卵巢(CHO)细胞系，而艾杜糖硫酸酯酶来自人纤维肉瘤细胞系。这两种酶含有相同的氨基酸，但β-艾杜糖硫酸酯酶进入成纤维细胞的速度更快，即在血液中停留的时间更短，因而引起的免疫反应可能相对更温和。
图1
· 酶替代疗法给药方式：1）静脉给药2）鞘内注射3）经Ommaya贮器脑室内注射。
· 如3所示，可在鞘内和侧脑室内植入药物输送装置，而不进行注射。酶替代疗法的靶系统为中枢神经系统、呼吸系统、心血管系统、肝脏和骨骼肌肉系统。然而，酶替代疗法对这些系统的影响是不同的。
另一项使用丹佛发育筛选测试II的研究显示，使用艾度硫酸酯酶β在临床意义上对发育标志临床不显著，但患者的身高和体重的增长接近正常的生长曲线，尿氨基葡聚糖（uGAGs）减少，耐力和关节活动度有所改善。
在自然生长过程中，黏多糖贮积症（MPS）II型患者在8岁时显现出矮小身材。酶替代疗法（ERT）可以加快生长速度，且在青春期前(8-11岁)和青春期后(12-15岁)开始ERT的患者生长速度在两者之间没有差异。然而，只有10岁以下开始ERT的MPS II患者生长发育才可能保持在正常范围内。对于MPS II患者而言，常规的ERT对脑和心血管病理几乎没有影响。
另一个问题是抗体存在可能会限制ERT的效果。大多数患者出现抗药性抗体（ADAs），但没有检测到IgE抗体。ADAs降低了通过检测uGAG水平和肺功能测试药物的有效性。高ADA滴度与高uGAG水平和低用力肺活量（FVC）相关，但与不良反应（AEs）无关。2017年，Kubaski等报道造血干细胞治疗（HSCT）消除了ERT的免疫应答，肝肿大和日常生活能力（ADL）得到临床改善。
黏多糖贮积症（MPS）III型
MPS IIIB的I/II期临床试验包括静脉注射（IV）重组人α-乙酰氨基葡萄糖酶(rhNAGLU)的不同剂量组(每隔一周1 mg/kg，然后是每隔一周3mg/kg)。每隔一周服用3mg/kg rhNAGLU组脑脊液总硫酸乙酰肝素相平均低于基线26.3%。但治疗效果尚不明确。2017年，在II期临床试验结束之前，MPS IIIB IV ERT研究终止。
黏多糖ⅣA型
2014年，使用重组人N-乙酰半乳糖胺-6-硫酸酯酶（rhGALNS）治疗黏多糖贮积症IVA型（MPS IVA）的酶替代疗法获批，该酶又名依洛硫酸酯酶α（elosulfase alfa）。这一疗法可以提高存活率，稳定用力肺活量（FVC）和1秒用力呼气量，降低左心室重量指数，且不会影响活动能力。
对于严重表型患者，其二尖瓣关闭不全、主动脉瓣关闭不全、脊柱异常或角膜混浊的状态并未得到改善。在酶替代疗法治疗期间，虽然患者尿液中硫酸角质素（KS）含量有所降低，但其在血液中的水平仍保持不变。
绝大多数患者会产生药物抗体（ADA），但这与药效指标、是否出现不良反应以及不良反应的严重程度之间并无相关性[47, 48, 53]。仅有小部分患者IgE检测呈阳性。
截至目前，黏多糖贮积症IVA型的酶替代疗法几乎不会影响患者的骨病理情况，这在患病小鼠的研究中有所描述。为改善骨病理，可以考虑将骨靶向的酶替代疗法用于有早期干预的黏多糖贮积症IVA型。接受酶替代疗法的患者术后残骨骨病理几乎没有改善。2015年，Hendriksz等人通过为期24周的III期试验发现，酶替代疗法对五岁以上患者的生长几乎没有作用。2015年，Jones等人对接受酶替代疗法1年的5岁以下患者开展研究，发现该疗法有促进生长的趋势，但这一结果缺乏明确的证据且需要长期观察。值得注意的是，这些数据并未与自然的黏多糖贮积症IVA型生长曲线表进行比较。2016年，Cao等人发现对1名严重患者从21月龄起进行为期30个月的早期治疗并不能改善骨病理结局。该患者的身高在接受治疗的第一年有所增高，但在后18个月内并未继续增高， 且骨畸形加重，颈部脊柱压迫未见改善，仍需行减压手术。
这一结果同本研究的发现具有一致性。在近期研究中，我们对12名5岁以下患者施以酶替代疗法，治疗结果与上述病例一致。经过至少两年的随访，我们发现在12名5岁以下接受酶替代疗法的患者中，有6名最终身高较矮，而其他5名患者中，除1人身高不受明细影响外，其余几人生长速度明显较慢[62]。使用自然状态下黏多糖贮积症IVA型生长曲线表进行对比是非常重要的，可以更加准确地评估身高增长受到的影响。要评估酶替代疗法是否能有效改善黏多糖贮积症IVA型患者的生长状况，我们仍需对更大样本量和/或2岁以下接受治疗的患者开展进一步的研究。总之，患儿在接受酶替代疗法后仍然生长缓慢。目前尚无证据表明酶替代疗法可以改善黏多糖贮积症IVA型患者的骨病变。
2019年，Kenth等人报道了接受酶替代疗法的黏多糖贮积症IVA型患者的长期呼吸变化. 总体而言，研究表明肺活量测定值整体有所下降，但增殖腺扁桃体切除术后出现改善，尽管总体结果仍为功能下降。在酶替代疗法组，无创通气和增殖腺扁桃体切除术更有效，可以改善肺功能或减轻恶化。
另一种方法是从软骨的细胞外基质中清除硫酸角质素（KS，keratan sulfate）和硫酸软骨素（CS，chondroitin sulfate）。骨骼畸形是由骨骺软骨细胞功能障碍引起的。MPS VIA患者最早的疾病征象可能是骨骺和骨骺型骨软骨管的退化受损。长骨通过重吸收和形成除最表层外的区域实现双向生长，这说明软骨管内巨噬细胞中的废物积累可能比软骨细胞中的溶酶体贮积更值得。此外，MPS IVA患者血清中的促炎和促氧化生物标志物可能增加，导致大量细胞DNA损伤。总的来说，细胞外基质对于骨骼生长十分重要，但贮积物如何破坏细胞外基质的机制仍不清楚，而如何去除细胞外基质中的贮积物仍然是一个尚未解决的挑战。
黏多糖Ⅳ型
本次获批治疗MPS VI的是一种重组人芳基硫酸酯酶B，即一种加硫酶，可提高患者耐受、改善肺功能、降低uGAG水平、提高身体质量指数（BMI），但不影响心血管功能。用于年轻患者，可预防心血管疾病，但如果在疾病发作后才用于治疗，则通常无法实现心功能逆转。患者死亡多由心血管或肺功能障碍导致，故呼吸系统和心血管系统应作为ERT的首选靶系统。
骨病理改变（关节活动受限、骨骼畸形、身材矮小）在任何年龄都无法逆转，只能通过酶替代疗法减缓。如果酶替代疗法是在面部畸形或听力受损之前启动的，这些病理改变可能会停止，但角膜混浊无法避免。大约2岁时，MPS VI型患者表现出身材矮小，到4-7岁时，严重表型患者的身高比正常对照组低5%。疾病有所缓解的患者以较快的速度长高，但最终身高仍只能达到正常对照组的5%-50%。酶替代疗法后，大约一半5岁以下患者的生长速度低于正常生长的百分位曲线，而38%保持在正常的生长曲线。大多数患者最终身高落在正常对照生长曲线的50%或以下。因此，早期酶替代疗法可能提高生长率，但仍不能使患者身高正常化。
只有少数患者会出现过敏性休克事件，但与IgE没有关系。研究患有不同程度疾病的患者，结果表明血液中高水平的中和ADA可以在体外抑制细胞对酶的吸收，但ADA并不影响临床疗效。反之，在高和低ADA滴度的小鼠中，若酶的分布改变，表明ADA可能影响疗效。
总的来说，治疗MPS VI型的酶替代疗法对骨骼和心血管病变的疗效有限，特别是在已经出现症状的情况下。早期干预是改善预后的关键。
黏多糖贮积症VII型
2017年，适用于黏多糖贮积症VII型的酶替代疗法被通过，该疗法使用名为vestronidase alfa的重组人β葡萄糖醛酸酶（rhGUS）。该疗法的临床前研究着重于药物难以到达的部位，例如心、脑和骨。该疗法已被证实可以缓解黏多糖贮积症VII型新生犬的二尖瓣反流[82]。另一项研究以黏多糖贮积症VII型小鼠为对象，并使用偏高碘酸钠和硼氢化钠纯化rhGUS，以灭活其上的M6P受体识别位点[83]。与未修饰的rhGUS（11.7分钟）相比，这种经化学修饰的rhGUS在血浆中的半衰期显著延长（18.5小时）[83]。与相同剂量的普通rhGUS相比，每周静脉注射4mg/kg化学修饰的rhGUS后，黏多糖贮积症VII型小鼠的脑、心和肺内的酶水平更高，其中脑酶水平相对野生型升高了7.2%，海马和新皮层神经元的粘多糖贮积也因此明显改善。靶向M6P受体的替代途径或许可以允许足量药物穿过血脑屏障，进而缓解神经病变。
为了靶向骨骼，一项临床前研究在rhGUS上标记由酸性氨基酸组成的短肽 [84]。静脉注射12周后，经标记的rhGUS被递送至黏多糖贮积症VII型小鼠的骨，骨髓和大脑。此外，标记后的酶能够减少皮质神经元、海马神经元和神经胶质细胞中的黏多糖贮积，并逆转黏多糖贮积所致的病理变化[84]。
一项III期临床试验表明，大多数受试者均会产生抗药物抗体（ADA），但ADA与过敏事件或尿硫酸皮肤素水平无关[85,86]。此外，一项长达144周的长期拓展研究的中期报告指出，患者尿糖胺聚糖水平下降，6分钟步行测试距离提高。在一项病例研究中，一名5月龄患儿患有严重黏多糖贮积症VII型，症状包括需要气管切开和机械通气的呼吸功能不全、失语和轻度三尖瓣关闭不全[87]。每两周给予4 mg/kg rhGUS后，患儿表现出肺功能、辨声和抓握能力改善，二尖瓣关闭不全缓解[87]。患儿没有出现治疗相关反应[87]。
总体而言，该药物是安全的，但需要更多的临床试验来评估高滴度的抗药物抗体对临床疗效和超敏反应的影响，并评估其对骨骼，心血管和中枢神经系统受累的影响。
总体影响和限制
总的来说，批准上市的 ERT 降低了 uGAG 水平，提高了耐力测试水平，并减少了肝脾肿大，但对肺功能、关节活动度和心血管病理的改善有限。此外，ERT 对 CNS 损伤和现有的和进行性的骨骼发育不良没有影响，尽管接受ERT治疗，这两者通常仍然会进展。尽管 ERT 可以在一定程度上轻微地改善肺功能，但由于先前存在的骨骼发育不良限制了胸腔容积，影响了最大肺活量 [28]， ERT 无法使肺功能恢复正常。对只有轻微中枢神经系统受累和轻度骨骼发育不良的MPS 类型在疾病早期使用ERT治疗可以带来更大的肺功能改善。更严重的 MPS 类型可能需要额外的手术干预，例如气管切开术、气管重建术或最近开展的气管支架置入术[88, 89]。
新型ERT
融合蛋白
传统ERT发展的主要障碍是无法穿过BBB，这里有几种策略可以将酶运送至大脑。一种方法将用于特定类型MPS的重组人酶与MAb融合。BBB有与抗体相互作用的受体，允许抗体穿过。理想情况下，抗体将携带酶穿过BBB并提升大脑中的酶活性。这种方法使得在治疗中可采用更可行的、非侵入性的经静脉注射的方式[90]。
抗人胰岛素受体抗体
目前正在研究中的一种疗法需要使用胰岛素受体。融合蛋白利用MAb结合在酶上面，该酶与位于BBB上的人胰岛素受体（HIR）相互作用。MAb和酶融合蛋白静脉注射进成年恒河猴体内后能穿透BBB[91]。之后，该酶通过细胞膜上的HIR与神经元和胶质细胞之类的脑细胞相互作用[91]。结果显示，与未修饰的IDUA相比，使用HIR-MAb和IDUA融合蛋白治疗恒河猴后，更多的HIR-MAb/IDUA能进入大脑[92]。IDUA和HIR-MAb/IDUA都以类似的浓度被运送至外周器官，这表明HIR-MAb/IDUA酶也能影响内脏[92]。然而，两种IDUA酶在CSF中的活性都很低（IDUA为0.11% ID/100g，HIR-MAb/IDUA为0.22% ID/100g），这表明该剂量可能无法向CNS提供足够数量的酶分布[92]。测定CSF中的酶活性水平非常有意义，因为对于反式BBB酶来说，进入细胞的分布可能远远超过分泌到CSF的蛋白质。目前对MPS I的临床试验使用了一种叫做AGT-181的酶，也被称为valanafusp alpha，每周静脉注射给21名2岁以上的患者，剂量不同（成人为0.3、1.0或3.0mg/kg；儿童为1.0、3.0、6.0或9.0mg/kg）[93]。高滴度ADA不会改变AGT-181的血浆清除率[94]。此外，几乎没有患者出现输液相关反应，但要确定ADA或IgE抗体与临床疗效之间的关系还需要更多研究[94, 95]。ADA滴度在治疗期间稳定或下降[95]。ERT使uGAGs更稳定，缩小了肝脏和脾脏的体积，增加了肩关节的弯曲度，稳定了认知发育商数（DQ），并且很少引发输液相关反应[96]。
对于MPS II，目前的I期临床试验静脉注射HIR-MAb/IDS给成年患者，每周1.0mg/kg或3.0mg/kg[11]。对MPS IIIA和IIIB的试验都处于临床前阶段。在患有MPS IIIA或IIIB的恒河猴中，已经证明合适的融合蛋白可以通过BBB，注射剂量约为1%/脑[12, 97]
抗人转铁蛋白受体抗体
MPS I 和 II 的另一种融合蛋白分别是 JR-171 和 JR-141，其靶向 BBB 上的转铁蛋白受体 (hTfR)。转铁蛋白受体 (hTfR)可携带与铁结合的转铁蛋白。该技术也声称使用 hTfR-Mab可与IDUA融合用于 MPS I 穿透 BBB，或与IDS 融合用于MPS II穿透 BBB。MAb和酶的融合蛋白与BBB上的hTfR相互作用并穿过血脑屏障[98]。
在MPS II小鼠中，静脉注射3 mg/kg hTfR-MAb/IDS可使外周器官组织和大脑中的GAG水平达到正常[98]。研究显示，在野生型猴子中，以5 mg/kg剂量静脉注射，该酶存在于猴子的大脑和脊髓中[98]。这显示了融合蛋白到达中枢神经系统的能力[99]。在I/II期临床试验中，该药物在评估安全性时仅在成年 MPS II 患者中引起轻度AE [100]。
与基线相比，所有患者的CSF（脑脊液）中的HS浓度均降低，ADA滴度没有增加 [100]。患者自我评估他们的改善情况，例如一个人报告了跳跃能力的新恢复 [100]。然而，由于试验时间短，没有进行神经认知或神经发育的评估[100]。MPS II 的序贯 II/III 期试验每周给药2.0 mg/kg或4.0 mg/kg [10]。然而，这些临床试验没有使用安慰剂的对照组。
hTfR-MAb/IDUA 产品目前处于MPS I的临床前阶段。
改性蛋白
植物凝集素
另一种方法是分别将黏多糖贮积症Ⅰ型和IIIA型的艾杜糖醛酸酶(IDUA)或硫酸酯酶(SGSH)融合到植物凝集素上，将该酶传递到大脑。将蓖麻的植物凝集素蓖麻毒素B链(RTB)与人体的酶融合。该融合蛋白保留了凝集素的选择性和酶活性，减少了糖胺聚糖(GAG)在人成纤维细胞中的积累，依赖于糖结合和凝集素介导的内吞作用，并独立于高甘露糖(MMR)和甘露糖-6-磷酸(M6P)受体发挥作用[101]。通过对黏多糖贮积症Ⅰ型小鼠进行静脉注射的该蛋白的临床前研究显示，小脑、心、肾、脾脏和肝脏的糖胺聚糖减少[102]。与传统的酶替代疗法不同，这支持了该疗法能够穿过血脑屏障，并促进关键区域如心脏和大脑的酶活性。治疗后的黏多糖贮积症Ⅰ型小鼠在正常小鼠的脾脏、心脏、肝脏和肾脏中具有相同或更高的IDUA酶活性[103]。通过巴恩斯迷宫测试的评估，这些小鼠和野生型小鼠一样，提高了走出迷宫的学习能力[103]。检测到的抗体是针对IDUA酶而不是RTB复合物，并且在酶输注后存在不良反应[103]。因此，植物凝集素RTB融合蛋白可以减少GAG的储存，影响认知学习能力，并产生腺苷脱氨酶。需要进行更多大型动物模型的临床前试验，以进一步确定安全性和效果[104]。
聚糖修饰
另一种新的黏多糖贮积症IIIA型的酶替代疗法使用一种重组人磺胺酶(rhSGSH)的变体，利用专有的聚糖修饰技术，来延长rhSGSH的半衰期并通过血脑屏障[101]。一项多次给药、多中心、非盲、非对照的I/II期临床试验正在招募中[101]。该临床试验计划为1-6岁的患者每周进行为3mg/kg、10mg/kg或其他剂量的静脉注射[105]。
胰岛素样生长因子2
对于黏多糖贮积症IIIB型，rhNAGLU与胰岛素样生长因子2(IGF2)衍生的肽融合，用于通过M6P受体诱导内吞作用[106]。M6P诱导受体介导的内吞作用来行使靶向溶酶体的作用，而由CHO细胞产生的rhNAGLU缺乏M6P[107]。IGF2是M6P的天然配体，比起只有rhNAGLU自身的情况，增加了成纤维细胞溶酶体的摄取，减少了GAG的存储[107,108]。使用重组NAGLU-IGF2的酶替代疗法临床试验目前正在美国和欧洲进行[109]。初步结果显示，多例患者的脑脊液硫酸肝素(HS)水平降低，认知功能保留[110]。然而，这种方法可能并不理想。虽然融合（蛋白）结构中通常不包含 IGF2 受体结合位点，但该肽仍保留了一些 IGF2 受体结合能力，理论上，这可能会导致副作用。融合蛋白也可能具有免疫原性。在最近的一项涉及到与 IGF2肽融合的重组酸性α-葡萄糖苷酶的临床试验中，有部分患庞贝病（糖原贮积症ii型）的受试者出现低血糖和免疫反应。NAGLU-IGF2 的分泌较少可能导致生产成本更高。在临床前试验中，MPS IIIB小鼠在2周内侧脑室注射了四次不同剂量的药物，大脑和肝脏中的HS水平恢复正常。IGF2标记的酶也表现出在小鼠神经元和星形胶质细胞中的摄取。正在进行的II期临床试验涉及1-10岁的儿童，他们通过 ICV 每周接受至多三个递增剂量的药物，分别为30、100和300 mg，共接受四周。到目前为止，CSF（脑脊液）中的 HS 水平在 1-3 个剂量后降至正常范围，肝脏和脾脏大小恢复正常，大多数患者的 DQ （发育商）稳定或改善。有 13 例与器械相关的副作用，其中2例为严重副作用，表明给药方法和药物总体上是安全的。
PLGA纳米粒子
对于MPS I和II，理想情况下，可采用7-氨基酸糖肽修饰的 PLGA 纳米粒子携带相应的酶穿过 BBB （血脑屏障）。这一概念已采用牛白蛋白-荧光素异硫氰酸酯偶联物 (FITC) 作为模型药物进行了验证。白蛋白-FITC也具有与酶相似的高分子量。一项研究得出结论：该项技术确实能够运送白蛋白-FITC穿越血脑屏障，而不像仅使用白蛋白那样无法单独穿越血脑屏障。然而，与PLGA 纳米颗粒和 7-氨基酸糖肽复合物结合的模型药物或MPS酶在穿过BBB后是否还可以发挥作用目前并无研究。该疗法目前处于临床前阶段。
骨靶向酶替代疗法
骨靶向酶替代疗法的机制涉及一种仅在硬骨中发现的无机分子，靶向羟基磷灰石。在骨重吸收过程中，附着在羟基磷灰石上的药物可能被释放，直接提供给骨。研究发现，具有重复谷氨酸序列的分子易附着在羟基磷灰石上。对于黏多糖症IVA型，将Glu6(E6)附着在缺陷硫酸酯酶（GALNS）上，能比未修饰的硫酸酯酶更有效地实现骨靶向治疗。所使用的另一种修饰剂是含有硫酸酯酶的硫酸酯酶修饰因子1(SUMF1)。磷酸酯酶修饰因子基因促进半胱氨酸转化为甲酰甘氨酸，直接参与硫酸盐酶活性的增加。硫酸盐酶可催化糖胺聚糖（GAG）水解。因此，用硫酸酯酶修饰因子1和Glu6共同修饰硫酸酯酶基因可以增强黏多糖症IVA型患者骨骼中糖胺聚糖的降解。用Glu6-磷酸酯酶修饰因子修饰后硫酸酯酶处理的成年和新生黏多糖症IVA型小鼠，结果均显示骨生长板中糖胺聚糖含量减少，但没有任何小鼠能实现糖胺聚糖完全清除。
在传统的酶替代疗法（ERT）中，即使在早期治疗，甚至在更高剂量的1000U/g(4mg/kg)下，黏多糖症IVA型小鼠的骨骼发育不良和其他骨骼病理的改善情况有限。因此，另一项对黏多糖症IVA型小鼠的临床前研究使用了具有六聚体序列的Rh磷酸酯酶(rhGAINS)修饰蛋白(E6)来实现骨靶向。单次静脉输注1mg/kg的rhGALNS-E6药剂后，黏多糖症IVA型小鼠骨和骨髓中的酶活性时间延长。在静脉输注250U/g的rhGALNS-E6药剂24周后，黏多糖症IVA型小鼠在心脏瓣膜、骨生长板和骨髓中贮积的糖胺聚糖显著减少，并且新生的黏多糖症IVA型小鼠糖胺聚糖呈现更显著的下降。因此，与传统的酶替代疗法相比，骨靶向酶替代疗法对骨病理有更大的影响；然而，最佳剂量、输注频率和免疫反应仍有待进一步研究。
其他给药方式
穿过血脑屏障的方式之一是将药物直接输注到颅内或脊髓腔内。相比受限于最低蛋白结合率的血浆给药方式，在脑脊液中药物半衰期更长。如果应用直接输注的方法，药物可直接穿过血脑屏障，不需要改变其结构或应用融合蛋白。但这项技术可能需要借助植入性装置来完成。由于这种给药方式是有创的，有可能引发与植入物相关的并发症。
鞘内输注（IT）
鞘内酶替代治疗（ERT）已经进行了针对MPSI、II、IIIA以及VI型的临床试验，但至今少有报告证实其有效性。由于缺乏明确的临床疗效，对于MPSII、IIIA以及VI型的鞘内给药临床试验现已经中止。
针对MPSI鞘内输注拉罗尼酶的酶替代治疗进行了I期临床试验，但这项试验在2013年因缺乏志愿患者而被取消。这项研究没有进行进一步报告。
一项较新的临床试验及其延伸研究为：对于6岁及以上有认知功能减退的患者，每1-3个月为其鞘内输注1.74 mg拉罗尼酶。
MPSII患者接受鞘内输注艾杜硫酸酯酶10 mg，持续12个月。I/II期临床试验显示，每月一次艾杜硫酸酯酶鞘内输注及每周0.5mg/kg艾杜硫酸酯酶静脉输注，治疗6个月后，10mg组与30mg组患者脑脊液中糖胺聚糖水平均下降了约90%。鞘内输注艾杜硫酸酯酶治疗MPSII的II/III期临床试验结果没有达到一般概念能力与适应性行为综合评分的标准。
经鞘内输注的酶替代治疗无法减缓MPS IIIA患者认知功能减退。绝大多数患者在鞘内输注时有与给药装置相关的严重不良反应，包括导管/接头脱管、移位等。目前没有证据表明，鞘内输注酶替代疗法能显著促进患者神经认知功能发育。
鞘内输注给药不需要清除等量的脑脊液来维持颅内压，这与脑室内输注不同(见下文)。然而鞘内输注所使用的植入脊髓腔导管会出现包括导管脱位/扭缠/渗漏、设备故障和感染等事故。因此，鞘内输注酶替代治疗一些问题有待解决，以作为一种可行的治疗选择。
脑室内输注（ICV）
目前，两项脑室内输注的临床试验正在进行中。MPS IIIB的一种治疗方法在上文中有所描述，即rhNAGLU药剂融合IGF2。另一种经脑室艾杜硫酸酯酶β给药治疗MPS II的方法正在进行I/II期临床试验。
在MPS II小鼠模型中，经脑室输注30µg艾杜硫酸酯酶β可显著降低并维持脑脊液和脑中硫酸肝素水平达28天。研究人员观察到，这些小鼠在开阔场地和恐惧条件反射测试中记忆和学习功能有所改善。
用重组人氨基葡萄糖(N-乙酰基)-6-硫酸酯酶(rhGNS)对MPS IIID小鼠进行的另一项经脑室输注酶替代治疗研究正在进行中。在新生MPS IIID小鼠中，经脑室输注5 µg rhGNS，可使大脑中的酶活性增加到载体酶含量3倍左右的水平。
脑室内输注给药需要侵入性操作。脑室内输注给药可以使用例如植入头皮下的Ommaya储液器来持续输注酶或通过神经外科手术的方式来每周输注酶。Ommaya储液器具有更高的舒适性并具备更长的输液时间；但无论使用哪种方法，错误的操作都可能导致脑膜炎、出血和癫痫发作。脑室内输注途径需要考虑的另一个因素是在脑脊液量发生改变时，维持相同的颅内压。
在添加任何药物时必须清除等量的脑脊液，以确保颅内压不会发生剧烈变化。其他关于安全性和有效性的报告为个案研究，它们在操作和变量测量方面具有很大差异。因此，脑室内输注酶替代治疗被认为是一种可行的治疗方案。
讨论
与造血干细胞移植疗法（HSCT）相比，酶代替疗法（ERT）的优势在于其并不需要干细胞捐献者，可以在任何年龄段、医疗条件下开展，因此比造血干细胞移植疗法更便捷。即使患儿有先天的病理表现，造血干细胞移植疗法与酶代替疗法相结合，可以稳定黏多糖贮积症I型（MPS I）患儿的肺功能。由于本研究中未采用耐力测试、智力发育/心理发育（IQ/DQ）测试、超声心动图或核磁共振成像等方式对其他器官系统进行评估，其疗效也尚未知晓。
值得注意的是，在MPS患者和动物模型中，存在产前糖胺聚糖（GAG）贮积现象。在妊娠18-30周时，患有MPS I型、II型、III型、IVA型和VI型的人类胎儿，其软骨细胞和其他重要器官中已有物质贮积。而对于患有MPS I型、II型、IVA型或VII型的新生小鼠，其软骨细胞中也有物质贮积。X光检查显示，患有MPS IVA型且有骶部小凹的新生儿椎骨体和腰椎锥体有轻度前喙，表明其存在早期骨骼发育不良。骨骼发育异常是MPS患者最早的临床表现。胎儿在生命早期已经开始贮积物质，但还不确定早期通过酶替代疗法，能否彻底清除贮积在血管软骨和中枢神经系统中的的物质。
然而，早期诊断和早期治疗能提高患者的疗效。早期诊断有赖于在新生儿MPS筛查，然而目前只在美国几个州和其他几个国家对新生儿进行MPS I型的筛查。
酶代替疗法的缺点为高额治疗成本和终身药物输注，经济压力或依从性差使一些患者无法每周接受输注。通常，酶替代疗法输注每周需要4-5小时，打乱了患者的日常生活。某些类型的MPS患者可能需要通过四期全身输液和中枢神经系统局部输注治疗，这可能导致更高的治疗花费。
表7 批准的酶替代疗法（ERT）价格
1. 价格由Simon-Kucher
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