8月26日,《Nature Neuroscience》刊登了來自麻省理工學院(MIT)、MIT-哈佛大學Broad研究所、中科院上海生命科學研究院、劍橋大學、浙江大學和中科 院深圳先進技術研究院等處的一篇綜述文章,題為“Opportunities and challenges in modeling human brain disorders in transgenic primates”。 麻省理工學院大腦與認知科學系McGovern大腦研究所的馮國平教授是本文通訊作者。CRISPR研究先鋒、MIT-哈佛大學Broad研究所的張鋒博士、中科院上海生命科學研究院神經科學研究所研究員仇子龍、浙江大學求是高等研究院系統神經與認知科學研究所所長王菁(Anna Wang Roe)也是本文共同作者。
腦疾病是世界上最大的疾病負擔的一個原因,影響到數以百萬計的人口,并 造成了巨大的社會和經濟成本。這些疾病許多是慢性和不可治愈的,現有的治療方案還不夠充分,在某些情況下幾乎是完全無效的。盡管有著迫切的臨床需要,但是 在最常見腦疾病的新療法開發方面,進展非常緩慢,目前許多處方藥是基于過去幾十年的科學研究。這似乎是令人驚訝的,因為基礎神經科學的進展雖然迅速,但是 將基礎科學的進步轉化為新的和更好的臨床療法,已被證明是非常困難的。中樞神經系統藥物實驗的失敗率很高,從而導致許多制藥公司在大腦疾病的重點研究投入 很大。
這一令人失望的進展緩慢,已確定的原因有很多,但其中最重要的是缺少良好的動物模型。考慮到人類和嚙齒類動物(通常被用來作為臨床前疾病模型)大腦 和行為之間的深刻差異,從動物模型到人類患者的推斷總是不確定的。在腦疾病中,精神疾病提出了一個特定的挑戰,因為在嚙齒類動物模型中,單純通過行為癥狀 將它們診斷為精神病,是困難的或不可能的。缺乏這些復雜疾病的良好動物模型,對于了解基本的病理機制、發現潛在的藥物靶標、確定疾病進展或治療反應的生物 標志物、以及新療法的開發和臨床前測試,都提出了挑戰。
新轉基因技術的出現,越來越引起科學家們對“使用非人靈長類動物,來研究在嚙齒類動物中難 以模擬的難治性疾病”的興趣。靈長類動物(主要是獼猴和狨猴)已廣泛應用于藥物研究,主要用于人體臨床試驗前的藥代動力學和毒理學研究。然而,它們很少被 用于療效的臨床前研究,主要是因為很少有經過驗證的中樞神經系統疾病靈長類動物模型。現在,在靈長類動物中產生靶向的的基因組改變的能力,結合人類疾病遺傳學的進展,有望改變這種困境,有可能大大提高我們開發新療法、治療這些難治性疾病的能力。
這篇綜述就以下幾個問題進行了討論:靈長類動物研究的新技術;何時使用靈長類動物?靈長類動物與人類的相似性可能引發的倫理問題;制備轉基因靈長類動物的方法等等。
最后作者總結指出,基因編輯技術發展的非常迅猛,從而讓我們有理由樂觀的相信,今天這項推測性的技術,在不久的將來將是司空見慣的。即便如此,靈長類動物的研究仍然是昂貴的,并且在倫理上存在挑戰性,因此,開發新模型的工作,仍然需要幾年的時間來實現。
但是,相比較不成功的臨床試驗已經花費的大筆投資,這種成本還是比較適度的,與全球在腦疾病的龐大經濟投入相比(估計數萬億美元),這點成本也是微 不足道的。當然,靈長類動物模型是否將帶來新的療法,還是不得而知的,但是鑒于過去幾十年里神經和精神疾病藥物開發的慘淡記錄,我們相信,有強有力的證據 支持嘗試新方法,并且,圍繞著動物研究的倫理問題必須加以權衡,以為目前不能治愈的腦疾病患者尋求更好的療法。
作者認為,基本的神經科學不能為許多腦疾病提供新的和有效的治療方法,部分原因是動物建模的物種,它們的大腦與人類的不太一樣。遺傳學靈長類動物模型提供了新的希望,值得我們進行投資,如果我們認真對待,做到最好,就能改善世界各地的人類健康。
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