从死神手中抢回生命!重磅SMA基因疗法诞生记观点

/ / 2015-10-25
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图片里的这名小女孩叫做朵拉(Tora),拍照时只有6个月大。除了不爱吃花菜外,朵拉看起来和同龄人没什么两样。睡眠和玩耍,占去了她每天生活的大半。

 

但她的父母却无法像同龄人那般,享受新生命带来的喜悦。今年2月,医生告诉他们,朵拉患有一种叫做“脊髓性肌肉萎缩症”(SMA)的罕见疾病。由于肌肉萎缩,朵拉已经失去了对双腿的控制。很快,她的手臂,她的脖子也会变得无力。“也许等不到庆祝她的2岁生日,朵拉就有可能停止呼吸。”她的父母在一则求助视频里说道。

 

不到10%的生存希望

 

在人类的5号染色体上,存在两条几乎一模一样的基因。其中,靠近端粒一侧的基因叫做SMN1,靠近着丝粒一端的叫做SMN2。通常情况下,SMN1基因在体内会指导合成“运动神经元存活蛋白“(SMN)。顾名思义,这种蛋白对于运动神经元的存活起到了关键作用。由于单碱基的突变,SMN2基因其mRNA的剪接会出现异常,由其指导合成的蛋白中,只有10%-20%具有完整功能,而剩下80%-90%的蛋白由于出现截短,会在细胞内被快速降解。

 

SMN1基因为主,SMN2基因为辅的生产策略在正常人体内运作良好,却也留下了隐患:一旦SMN1基因发生突变,就会出现SMN蛋白缺乏的现象,使得运动神经元出现死亡,最终导致肌肉萎缩。人们也将这种疾病统称为“脊髓性肌肉萎缩症”。



▲视SMN蛋白多寡,SMA患者的症状有轻重之分(图片来源:AveXis官方网站)

 

视体内SMN蛋白的多寡而定,SMA患者的症状有轻重之分。其中,最为严重,也最为常见的一类叫做1型SMA。据统计,大约60%的SMA隶属于这一范畴,而患者早在出生后6个月之内就会出现症状。他们的肌肉是如此虚弱,以至于失去了行走、爬行、甚至是静坐的能力。最终,随着肌肉的进一步萎缩,他们会逐渐失去吞咽与呼吸能力,迎来不可避免的生命终点。

 

朵拉患上的就是1型SMA。历史数据表明,她能活过2岁的概率不足10%。

 

时代的玩笑

 

让我们把时钟的针拨回到28年前。1991年,菲尔·约翰逊(Phil Johnson)教授从美国国立卫生研究院(NIH)的传染病实验室离职,加入了俄亥俄州立大学。几年后,他被任命为其附属全国儿童医院(Nationwide Children’s Hospital)的儿童研究所负责人。



▲菲尔·约翰逊教授(图片来源:The Children's Hospital of Philadelphia)

 

现在的全国儿童医院已是全美最为知名的儿童医院之一,但在当时,它却是一家位于美国中部,毫不起眼的医院。约翰逊上任之初,便有雄心让这家医院跻身全美一流之列。这样一来,医院所在地哥伦布(Columbus)便有了一座与其美国第15大城市地位相称的医学中心,当地的诸多儿童也不用前往西雅图,波士顿,或是费城等地,就能得到最顶尖的治疗。

 

在上世纪90年代初,基因疗法是一个热门领域。巧合的是,在NIH工作时,约翰逊曾从事用腺相关病毒(AAV)将基因递送入细胞的研究。顺理成章地,他把这一研究方向带到了全国儿童医院,并开始招兵买马,试图建立一个研究基因疗法的前沿阵地。




▲杰瑞·蒙代尔教授(图片来源:Nationwide Children's Hospital)

 

他自然不会错过曾在俄亥俄州立大学共事的杰瑞·蒙代尔(Jerry Mendell)教授。这名与遗传学之父孟德尔(Mendel)的姓氏只差1个字母的神经学家终身专注于研究与治疗各种罹患肌营养不良症的儿童,基因疗法也是他的兴趣之一。

 

1999年的9月,在将近30年的研究与探索后,蒙代尔启动了一项基因疗法的临床试验。一名36岁的空管员和一名15岁的高中生在医护人员的密切关注下,接受了基因疗法的治疗。在肉眼看不见的地方,腺相关病毒携带着功能正常的基因,源源不断地进入这两名患者的体内。在那里,这些基因有望产生功能性的蛋白,治疗他们的肢带型肌营养不良症。

 

这是世界上第一起治疗肌营养不良症的基因疗法临床试验,也是腺相关病毒第一次向人类患者递送基因。蒙代尔知道,过去他的许多工作只是缓解患者的症状。而这一次,我们有望治本。



      
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