如今美國知名新生兒遺傳學家Diana Bianchi辦公室門口仍掛著Lejeune的親筆寫,她從小對Lejeune的研究深感興趣。Bianchi如今已經60歲,1973年在大學時代她曾寫信給Lejeune博士希望成為他的實習生,直到2012年,她在四十年前的盒子里發現了Lejeune的回信,Bianchi堅信這是命中注定,因為Lejeune博士的疑問也是她多年來一直在思考的問題。
如今Bianchi因引入非侵入性產前檢測并編文記載其準確性和缺點而著名,她所研究的是篩查21三體綜合征的改良方法——血液檢測。據塔夫茨醫療中心Bianchi研究所對孕產婦和胎兒醫學的統計數據,自從2011年公開以來,該方法已被二百萬人采用。
無創產前檢測精度高并能在孕早期篩查到唐氏綜合征。但當結果出現陽性時,會出現一些殘酷的現象,例如在美國接受唐氏綜合征產前篩查的女性中有60-70%選擇墮胎。這也是Bianchi博士在推動技術快速發展的同時遭輿論抨擊的原因。那些在醫院Facebook頁面上攻擊Bianchi的人認為,提高篩查準確度僅僅只能減少唐氏綜合征患者的數量。
但對于那些愿意聆聽的人來說,Bianchi引進了一種完全不同的局面。Bianchi說,“早期篩查將帶來唐氏綜合征的第一個治療方法,且能在懷孕10周定期篩查癥狀,給針對子宮內認知缺陷的藥物開發創造了機會。很多人認為防止唐氏患兒的出生是完美的解決方式,但也有很多人希望能治愈患兒而不是放棄,抨擊篩查的人并沒有了解整個篩查的寓意。”
對Bianchi的抨擊發生轉折得益于一位唐氏綜合征患者的父親、美國杰羅姆.勒基金會主席Mark Bradford,他表示,“基金會堅信無創產前檢測對唐氏綜合征群體無疑是一種威脅”,但他開始相信Bianchi將開發“解毒劑”并愿意幫其尋找藥物。Bianchi表示,Bradford是第一個愿意聽她想法的唐氏綜合征團體成員。Bradford說,“我認為有一天Bianchi會成為女英雄,她帶來的進步將開啟唐氏綜合征的早期治療并能挽救無數個聲明。”
唐氏綜合征的治療,該何去何從?
正常人的細胞核中含有46條染色體,但唐氏綜合征患者細胞核中有47條,這種異常是精子或卵子在受精前21號染色體異常增加所致。這條額外的染色體,攜帶了超過200個蛋白的編碼基因,并傳播給身體的每個細胞,導致智力低下、心臟缺陷以及其他一些影響壽命的缺陷,同時患者也出現特定的物理特征如眼睛向上傾斜等。無處不在的自然障礙使得唐氏綜合征的治療難度無法想象。
早發現是治療的關鍵
很長一段時間,科學家甚至停止了對治療該疾病的思考,他們更致力于開發這種缺陷的產前檢測技術,正如Bianchi所承認,他們幾乎不會注意唐氏胎兒發生了什么。如今Bianchi認為唐氏綜合征胎兒大腦發育開始偏離正常軌跡,這給治療研究帶來了新的機會。她說,“當懷孕至15周時,大腦發育得比平時更慢,最嚴重的情況是大腦最終只有正常新生兒的75%。也許給予母親適當的藥物就可減緩胎兒大腦的縮化。”波士頓大學神經發育和智力障礙實驗室負責人及Bianchi的合作者Tarik Haydar說,“想要解決這個問題,關鍵是盡可能早地檢測到異常。”
(胚)神經形成主要發生在子宮里,從出生到發育期,神經元開始成熟并經歷髓鞘的形成或突觸的形成。神經形成與子宮的快速生產(在懷孕早期,平均每天大概有300條神經元形成)相比顯得慢條斯理。意大利博洛尼亞大學生物醫學和神經運動學科學家Renata Bartesaghi說,“出生后你仍可以做一些事情,但如果你真的希望拯救神經的形成,必須在產前進行。”
藥物療法
Bianchi將“拯救”神經元的可能性稱為“胎兒個性化醫療”。“任何一種胎兒醫學都是不尋常的,盡管有一些胎兒出生缺陷修復手術,但只有一種藥物——維生素葉酸,定期服用可引導胎兒的發育過程,如果孕婦在孕期到孕早期體內都含有這種補充劑,那么他們的寶寶可防止神經管缺陷的發生,包括脊柱裂、脊髓畸形。如果在正確的時間服用,還可防止更嚴重的情況發生,但當發育形成后再多的葉酸也無濟于事。”
Bianchi于2011年開始在唐氏綜合征老鼠患者身上進行藥物測試,理論上如葉酸等藥物可能改變嬰兒的大腦。但當開始研究脆性X染色體綜合征的治療時,她的想法改變了。Bianchi說,“我意識到對神經認知的研究在迅速改變。”
可在超聲波檢查中發現唐氏綜合征的物理差異:更多的液體積聚在嬰兒的頸部或出現鼻骨缺失。Bianchi研究的第一步是從孕婦羊水中收集導致缺陷的分子標志物,其目的是測定胎兒細胞的轉錄組并了解基因的開啟狀態。她發現唐氏綜合征患者有300個基因表現異常,大多數都位于21號染色體上。這意味著這種疾病相當復雜,但Bianchi認為這個發現很關鍵,唐氏綜合征胎兒基因型表現出了高水平的氧化應激性,導致細胞被破壞。Bianchi假設異常的生化壞境摧毀了干細胞從而影響新神經元的形成。
Bianchi一直在尋找可減少氧化應激且能“營救”神經元的藥物,并一直追蹤制藥公司的動向。但她對藥物的選擇非常謹慎,僅限于已上市且有良好記錄的藥物。她研究的候選藥物均來自布羅德研究所的數據庫,該數據庫記錄了1300種不同化合物對實驗室培養的人類細胞轉錄組的影響情況,并剔除了數據庫中影響基因活性的化合物。從這1300種藥物和化合物中,該研究團隊將候選藥物范圍縮小至10種化合物。在Bianchi的實驗室中,這些化合物被放入食物中并給予試驗老鼠,包括處于懷孕的老鼠。
這10種化合物中有2種看起來特別有前途,其中一個是芹黃素(在植物中發現),對于另外一種化合物,Bianchi并沒有公開。這兩種化合物顯示的療法并不是突破性的,但有一定的效果。無論這兩種藥物有多奇效,Bianchi并不期望它們會改變患者的外貌,且也不太可能降低心臟缺陷的發生率。Bianchi說,“根據我目前的認知,到目前為止,沒有一顆神奇的子彈可以把每個人都治好。”當問及真正目標是否是減少唐氏綜合征胎兒的流產率時,Bianchi說,“我們的目標是改善神經認知,這過程給準父母提供新希望。
染色體療法
然而,一些研究人員正在考慮一些更激進的方法。馬薩諸塞大學細胞和發育生物學家Jeanne Lawrence教授因2013年成功沉默了唐氏綜合征患者21號染色體多余的拷貝成為此類研究的頭號人物。她通過使用基因編輯技術將一種RNA拼接到基因上,使多余染色體被沉默從而阻止250種蛋白的產生。這種方法更傾向于“染色體療法”——在子宮里運用基因工程技術。Lawrence說,“必須要思考多種途徑,一種藥物不能解決問題,但如果能沉默掉250個基因,就不需要藥物了。”
首次產前藥物檢測試驗即將啟動
然而,胎兒基因工程可能還很遙遠,但人類首次產前藥物檢測試驗將很快啟動。德州西南大學一組醫生正籌劃啟動氟西汀的研究——給予決定生育唐氏綜合征小孩的孕婦以氟西汀藥物治療,并給予新生兒服用2年。這種想法來自于博洛尼亞研究人員Bartesaghi的報告,他對不同的唐氏綜合征老鼠患者服用氟西汀,并有了顯著的效果,這種抗抑郁劑增加了血清素的可用性,血清素對神經遞質發展為神經元很重要。
Bianchi對意大利的研究數據印象深刻,她擔心大劑量的氟西汀(試驗要求氟西汀每日量應達80毫克)對無精神障礙的女性而言不利。安全問題始終是胎兒療法遇到的困擾。她說,“如果完美的理論在臨床試驗中對母親和嬰兒造成傷害,那會相當可怕。”
對老鼠的研究也不能準確預測人類大腦發生的事情。美國國家兒童健康和人類發展研究所智力與發育障礙研究中心主席Melissa Parisi認為 Bartesaghi與 Bianchi的研究很有前途,但離治療還很遠。她說,“我們已經在老鼠體內成功治療肌萎縮側索硬化征數千次,但仍無法治愈人類,人類比老鼠要復雜得多。”
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